Hg

Kwik


Kwik is al bekend sinds de oudheid. Het is het enige metallische element dat vloeibaar is bij kamertemperatuur. De naam is afgeleid van 'levendig' (kwik), vloeibaar zilver. Het is een giftig element, met name de inademing van kwikdampen vormt een gezondheidsrisico. Kwik is daarom verboden in de meeste alledaagse toepassingen. De eenheid voor bloeddruk herinnert nog aan het gebruik van kwik voor drukmeting.
Symbool Hg Protonen/elektronen 80
Groep 12 Isotopen 198Hg, 199Hg, 200Hg, 201Hg, 202Hg, 204Hg
Periode Elektronenconfiguratie [Xe] 6s2 4f14 5d10
Blok d Elektronegativiteit 1,4 (Pauling)
Bij kamertemperatuur vloeibaar Atoomstraal 152 10-12m
Dichtheid 13546 kg m-3 Relatieve atoommassa 200.59
Smeltpunt -39 oC
(234 K)
Soortelijke warmte 138 J kg-1K-1
Kookpunt 357 oC
(630 K)
Warmtegeleidingscoëfficiënt 10.4 W m-1K-1

Wegverlichting, hoogtezon

Gasontladingsbuizen met kwik­damp (zie ook 10 - Neon) leve­ren licht met een vrij hoog aandeel ultraviolette stra­ling. Lagedruklampen produceren veel ultraviolet licht met een golflengte van 253,7 nm (en deels 185 nm). In hogedruklam­pen (tot 200.105 Pa) neemt de hoeveelheid in het zichtbare licht toe.

Lagedruk­kwiklampen worden toege­past in reprografische appara­tuur, in de fotochemie, de spectroscopie en in hoogtezon­nen (zonne­banken). Hogedruk­kwiklampen worden gebruikt in schijnwer­pers voor terrein- en wegver­lichting.

 

De UV-straling wordt omgezet tot wit licht door het aanbrengen van met cerium-ionen gedoteerd  Mg(PO3)2 dat op de lamp is aangebracht.

Spaarlamp

Voor spaarlampen worden kleine gasontladingsbuizen gebruikt met kwikdamp. Deze buizen geven een hoge lichtopbrengst bij een laag vermogen. Spaarlampen mogen niet bij het restafval maar moeten apart ingezameld worden.

 

Drukmeting (historisch)

Kwik werd vroeger veel gebruikt voor de meting van druk, met als bekendste de luchtdruk (barometer) en de bloeddruk. Ook dit is tegenwoordig verboden, maar de eenheid van bloeddruk is nog steeds 'millimeter kwik' (mm Hg). Een bloeddruk van 120 mm Hg kan dus in een buisje 12 cm aan kwik omhoogdrukken.

Thermometer

Wie nog oude thermometers heeft kan daar kwik in aantreffen. Het metaal is daarvoor zeer geschikt vanwege een constante uitzet­tingscoëfficiënt en grote dichtheid. Tegenwoordig is dat verboden.

 

Meer toepassingen


Als element en in legeringen

  • diffusiepomp
  • elektrische contacten (o.a. in veiligheidscircuits; kwik blijft vloeibaar en oxideert niet)
  • elektrode, o.a. bij productie van chloor
  • fluorescentiebuis
  • neonbuis

In verbindingen

  • detonator                               Hg(ONC)2
  • pigment                                  HgS
  • ontsmettingsmiddel                HgCl2
  • pigment voor porselein          HgCl + Au

Vanwege de gezondheidsrisico's en de daarmee samenhangende regelgeving worden kwik (met name in open systemen) en kwikverbindingen steeds minder toegepast.

Naam

In veel talen is de naam afgeleid van het zilverachtige, 'levendige' gedrag van het metaal. Het symbool Hg is afkomstig van de Latijnse naam hydrargyrum voor vloeibaar (waterachtig) zilver. In het Nederlands is de naam kwik het 'restant' van kwikzilver. De Duitsers noemen het nog steeds Quecksilber. Het Engels kent de term quick silver als alternatief voor de officiele naam mercury. Dat is afgeleid van Mercuri­us, de boodschapper van de goden en god van de handel in de Romeinse mythologie. De oude alchemisten koppelden de destijds bekende elementen aan hemellichamen. Voor kwik was dat de planeet Mercurius.

 

Ontdekking

Kwik is al bekend sinds de Oudheid en het werd al vroeg ge­bruikt als extractiemiddel bij de winning van metalen (de amalgaammethode). Het is aangetroffen in Egyptische graftomben van ca. 1500 v. Chr., evenals het erts cinnaber, dat toen gebruikt werd als pigment (vermiljoen) in cosmetica. Kwik werd door de alchemisten be­schouwd als de sleutel in de omzetting van 'normale' metalen in goud. De oudste kwikmijn bevind zich in Spanje.

Voorkomen

Kwik staat op plaats 67 in de lijst van meest voorkomende elementen in de aardkorst. Het aandeel bedraagt 8,5.10-6 % op basis van gewicht.

De belangrijkste mineralen zijn:

  • calomel                                   Hg2Cl2
  • cinnaber                                 HgS
  • coloradoiet                             HgTe
  • montroydiet                            HgO
  • tiemanniet                              HgSe

Kwik wordt in de natuur ook in 'gedegen' toestand (als metaal) aange­troffen. Het is het enige metaal dat vloeibaar is bij kamertemperatuur.

 

Winning

De belangrijkste wingebieden­ liggen in streken waar vroeger veel vulkani­sche activiteit was, o.a. in Italië, Span­je, Rusland, China, de Verenig­de Staten van Amerika, Duits­land, Hongarije, Algerije, Mexico, Peru, Brazilië en Slovenië.

Vroeger

Kwik werd bereid door het mineraal cinnaber (HgS) te verhitten met groene tak­kenbossen. Deze dienden als brandstof en als conden­sor. Het ontstane kwik kwam daarbij te­recht in de as.

 

Tegenwoordig

Verkrijgt men kwik door cinnaber

  • te roosten met een krachtige luchtstroom: HgS + O2   -->   Hg  +  SO2
  • te verhitten met ijzerpoeder: HgS + Fe  -->  Hg  +  FeS
  • te verhitten met ongebluste kalk: 4 HgS + 4 CaO  -->   4 Hg +  3 CaS  +  CaSO4

Deel dit op: