MERCURIO
Nombre: Mercurio (por el nombre del Dios Romano equivalente al Hermes de la Mitología griega)
Símbolo: Hg
Grupo: 12
Período: 6
Bloque: d
Categoría: Metales de transición
Número atómico: 80
Masa atómica: 200,592 u
Electrones por capa: 2, 8, 18, 32, 18, 2
Electronegatividad: 2
Densidad: 13,53 gr/cc
Punto de Fusión: Fundido a temperatura ambiente. Solidifica a -38,83ºC
Punto de Ebullición: 356,73ºC
Conductividad Térmica: 8,3 W (m·K)
Conductividad Eléctrica: 1 × 10^6 S/m
Orden Magnético: Diamagnético
Estado Ordinario: Líquido
Estados de Oxidación: +1, +2
Dureza Mohs: Irrelevante
Dureza Vickers: Irrelevante
Dureza Brinell: Irrelevante
Isótopos más estables: Hg-196 (0,15%), Hg-198 (10,04%), Hg-199 (16,94%), Hg-200 (23,14%), Hg-201 (13,17%), Hg-202 (29,74%) y Hg-204 (6,82%)
Descubridor: Se conoce desde la Antigüedad
Breve historia del elemento
El Mercurio es uno de los de los pocos elementos que se conoce desde la Antigüedad y es único en su especie al ser un metal que se nos presenta en estado líquido en condiciones normales de temperatura y presión atmosférica.
Se considera uno de los famosos “siete metales” (junto al Oro, la Plata, el Cobre, el Hierro, el Estaño y el Plomo) y al igual que el Oro y la Plata ha jugado un papel mucho más relevante, por razones evidentes, en las ramas pseudo-científicas que en las propiamente metalúrgicas, donde su único uso como metal consiste en la extracción del Oro, método que ha sido bloqueado en Europa, Norteamérica y otras partes del mundo como por ejemplo las grandes potencias asiáticas y de la periferia arábiga, pero que continúa usándose en países menos desarrollados (o en vías de desarrollo), siendo éste uno de sus usos principales.
A propósito del Mercurio es casi más interesante explicar porqué es líquido en lugar de ser sólido, pesa tanto y se comporta como lo hace, ya que si hablásemos de sus usos tendríamos poco de lo que hablar: tiene aplicaciones muy específicas que cada vez se reducen más y más debido al hecho de que representa un peligro para todas las formas de vida conocidas y es efectivamente tratado como un metal tóxico.
La historia de éste metal (y por ende, su uso) no es como cualquier otra de la que se tenga constancia: al ser líquido y sin embargo, muy denso (más que el Plomo), relativamente noble (casi tanto como la Plata, un metal precioso) y no ser alterado normalmente bajo circunstancias normales (no se disolvía en agua, ni oxidaba o sulfataba con facilidad) en varias culturas asiáticas le fueron conferidas propiedades medicinales (como un elixir, nada menos): se consumía en forma pura, como quien ingiere una bebida normal, o mezclado para mejorar el sabor o por el mero hecho de potenciar (de forma inconsciente, claro) la pócima/poción.
No deberías hacer burla de la ignorancia de éstas gentes, recuerda que fue hace mucho tiempo y no tenían constancia de que lo que hacían no sólo no tenía efectos beneficiosos, si no que de hecho les acabaría matando (o cuanto menos y si tuvieran la suerte de sobrevivir, caer en las garras de la demencia).
La naturaleza tóxica del Mercurio se conoce precisamente por casos como éstos, aunque la magnitud de poder decir “hasta aquí llegamos” variaba mucho, es decir, a pesar de tener constancia de que era peligroso, se siguió usando (y de hecho, como antes he dicho aún se usa) en aplicaciones que si bien no eran necesariamente “médicas” involucraban el contacto directo con el metal, que es capaz de filtrarse a través de la mucosa de la piel.
Para los griegos (y culturas vecinas contemporáneas) el Mercurio no era si no “Plata viva”. Cuando decimos “viva” nos referimos precisamente a su estado líquido, a su capacidad, como el agua, de adoptar la forma del recipiente que lo contiene, siendo en verdad amorfo.
De su propiedad de “Plata viva” deriva precisamente el nombre: “Hydrargyros”, aunque técnicamente ésto se traduzca como “Plata líquida”. En Inglaterra y otros países “hermanados” al menos en lo tocante al campo de la ciencia se usaban nombres distintos al que nosotros usamos, “Mercurio” para no confundirlo con el Planeta del mismo nombre o con el dios romano (que a su vez deriva de Hermes). El nombre no-oficial anglosajón del elemento es “Quicksilver” (no tiene nada que ver con la marca de ropa) y como puedes ver, se trata de una combinación de “Quick” (rápido, fugaz, ágil) + “Silver” (Plata). Se le llama de una manera u otra dependiendo del idioma.
Características principales
La característica que separa al Mercurio del resto de metales más o menos conocidos no es otra que el hecho de ser líquido a temperatura y presión ambiente. Luego explicaré de la manera más sencilla y amena posible porqué es líquido y no sólido, como la mayoría de metales.
Aunque durante mucho tiempo se ha considerado al Mercurio como el único elemento líquido, el Galio funde a 29ºC aproximadamente, por lo que para cualquier persona que viva en un ambiente tropical o sencillamente lo suficientemente cálido puede justificar que no es sólo el Mercurio, si no también el Galio los dos metales que se pueden considerar líquidos a “temperatura ambiente”. Hay que aclarar que cuando se dice “temperatura ambiente” se baraja un rango que va desde el 1 hasta los 25ºC (normalmente) siendo la presión de 1 ATM. Si fuésemos más exquisitos aún, podríamos decir que el Cesio y el Rubidio (dos metales alcalinos) también entran en ésta categoría, pero son tan reactivos que sólo podrás verlos en estado puro en pequeñas ampollas (cápsulas) de vidrio selladas al vacío o rellenadas con un gas inerte, normalmente Argón.
El Galio solidifica por debajo de los 29ºC (también entra en juego la pureza del metal) pero no es tan popular como el Mercurio, ni tampoco éste capítulo corresponde a éste metal del grupo del bloque-p.
El Mercurio es muy denso en comparación a los metales conocidos desde tiempos remotos (más que el Plomo pero menos que el Oro), bastante noble, poco reactivo, un chalcófilo clásico (se encuentra en combinaciones con Azufre). El principal mineral del Mercurio es el Cinabrio, y las minas más grandes del mundo se encuentran en España. Resulta complejo extraer el metal, no porque reaccione y se contamine, si no porque al intentar reducir el Cinabrio (o cualquier otro mineral del Mercurio) éste sale despedido en forma de vapor que debe ser “atrapado” con instrumental adecuado, normalmente un recipiente de vidrio invertido, es decir, boca abajo que es conectado mediante otro tubo de vidrio a donde toma lugar la reacción. El Azufre sale despedido como Dióxido (muy contaminente y venenoso, por cierto) mientras que el Mercurio gaseoso se condensa luego de un rato hasta que es recogido y almacenado. Una vez purificado, el Mercurio se mantiene en aire seco y húmedo, y es insoluble en agua dulce y salada, pero si se vierte o se pierde es irrecuperable.
Como es lógico, no se tienen datos mecánicos del Mercurio sólido, aunque se sabe que es dúctil y maleable, y se puede cortar con un cuchillo de mesa. Ésto no debería ser sorprendente si se tiene en cuenta que forma parte del grupo 12 de la Tabla Periódica, y comparte algunas características con el Cadmio.
El Mercurio es un metal pesado, y en su caso, aunque también sirve para decir que es muy denso, nos referimos a que es tóxico. El Cadmio, el Bismuto, el Arsénico (dependiendo del autor), el Plomo, el Talio y el propio Mercurio forman éste grupo de la Tabla Periódica de los Elementos que es famosa desde un punto de vista negativo debido a su toxicidad. El menos peligroso es el Bismuto (a tal punto que compararlo con el Plomo y el Mercurio parece hasta injusto) pero tanto el Plomo como el Cadmio y el Mercurio son particularmente peligrosos ya que reemplazan átomos de oligoelementos (como el Hierro o el Carbono) dado que comparten con éstos algunas características (el Plomo, por ejemplo, tiene los mismos estados de oxidación que el Carbono y de hecho son miembros del mismo grupo) algo similar ocurre con el Mercurio.
Resistencia a la corrosión
El Mercurio es un metal muy resistente a la corrosión. Si fuera sólido, ésto se demostraría con mayor firmeza al tener en cuenta que basta con reducirlo en un horno al aire libre para ver cómo caerían las gotas de metal desde el mineral incinerado. Es resistente en la mayoría de ácidos (sobretodo los reductores) pero no en los oxidantes, donde sufre mucho. También es resistente a las bases.
Una cosa curiosa respecto al Mercurio es que el propio metal en sí mismo se podría catalogar como un agente corrosivo. ¿Por qué?
Si has leído hasta ahora el apartado de “resistencia a la corrosión” de otros metales, habrás visto que en ocasiones, se incluye el ataque por medio de álcalis fundidos. Fíjate que se aclara “fundidos”, ésto significa que se encuentran en estado líquido. Cuando un elemento se encuentra en estado líquido, es siempre más reactivo que en estado sólido. Ésto se debe, fundamentalmente, a que en estado líquido las moléculas (en el caso de los compuestos) y los átomos (cuando son iguales en un elemento fundido) se encuentran en estado de excitación y tienden a formar enlaces mucho más fácilmente que en estado sólido.
La reactividad de los elementos puros o compuestos es aún mayor, como te podrás imaginar, en estado gaseoso, pero rara vez ocurre de forma natural.
El Mercurio, al estar líquido, actúa precisamente como un metal fundido: no importa que no esté “caliente” como el Hierro de color rojo-amarillo de la colada, en tanto esté líquido va a reaccionar con facilidad.
Los metales Aluminio, Cobre y Plata (entre otros) reaccionan con el Mercurio con rapidez. En éstos casos, el Mercurio, a pesar de ser un metal, es el “agente corrosivo” en el sentido de que al entrar en contacto con los metales previamente citados se combina con éstos formando aleaciones conocidas como amalgamas.
Una amalgama es toda aquella aleación donde el Mercurio sea o bien el metal base, o el principal aleante. A diferencia del Mercurio elemental, son sólidas, aunque tienen un punto muy bajo de fusión, dependiendo de los componentes y su concentración.
El Mercurio, al ser líquido, actúa como lo haría el Hierro o el Cobre (o cualquier metal base) en estado líquido: disolviendo otros metales que sirven como aleantes.
Creo que en éste punto está aclarado, pero si aún no se entiende pondré un ejemplo más por si acaso. No temas, todo es más fácil de lo que parece cuando tenemos paciencia para pensarlo.
Cuando uno va a producir Bronce, no es necesario derretir más que al Cobre mismo. El Estaño entra en el “caldo” o “sopa” de Cobre fundido en estado sólido, y de forma inmediata comienza a combinarse con éste. En un horno pequeño no se genera un calor ambiental lo suficientemente grande como para notarse, pero créeme que en una fábrica de piezas grandes sí: los obreros sudan la gota gorda, es un trabajo arduo y extenuante.
En el caso del Mercurio, el ya está en su forma líquida de manera natural, porque la temperatura de nuestro Planeta es demasiado alta (incluso en los polos) como para que el pueda solidificar, de modo que actúa precisamente como el Cobre del ejemplo anterior, ya que aunque no está caliente, se encuentra fundido igualmente (está en estado líquido de manera natural). Ésto hace que cuando metales muy compatibles con el Mercurio entren en contacto con el se “mojen” lentamente hasta pasar a formar parte de el por completo, como si “los engulliera” (se los tragara).
La mayoría de metales comunes sufren éste fenómeno porque son afines al Mercurio, con la legendaria excepción del Hierro, que no forma aleaciones con el Mercurio ni a la fuerza.
No es el único, desde luego, pero sí el ejemplo más famoso.
Debes entender que no es que el Mercurio sea particularmente hábil a la hora de mezclarse con los metales; es hábil porque está fundido, nada más. Lo mismo pasaría con el Plomo, el Hierro o cualquier otro metal, siempre que hubiera compatibilidad. Es decir, el Hierro fundido no disuelve Mercurio y viceversa, pero sí funden otros metales más compatibles con ellos.
¿Porqué el Mercurio es líquido?
El Mercurio es líquido en condiciones normales por la misma razón que el Wolframio tiene el mayor punto de fusión de los metales, pero al revés. La regla es la misma, sólo que ambos tocan el extremo opuesto de dicha regla: ésta regla se basa en la fortaleza de los enlaces de átomo a átomo dentro de una red cristalina interna que explican entre otras cosas porqué los metales más rígidos y duros normalmente tienen puntos de fusión más altos y lo mismo ocurre, pero al revés, en los blandos y maleables. En el Wolframio y la mayoría de metales “fuertes”, pero sobretodo en éste y su sub-grupo (refractorios) los átomos están unidos de tal forma entre sí mismos que resulta muy complicado separarlos físicamente (en éste contexto, el ataque químico no tiene nada que ver).
En el caso del Mercurio, la fuerza de enlace de Hg – Hg (átomos del metal) es mucho más endeble, a tal punto que la distancia entre ambos se alarga lo suficiente como para formar un líquido viscoso muy denso que no parece propiamente un metal, si no una substancia exótica.
Hay que aclarar que a pesar de todo, los enlaces del Mercurio metálico son lo suficientemente fuertes como para mantenerse en estado líquido. Si fueran aún más débiles, el metal sólo existiría como gas de forma natural, y lo tendríamos que condensar bajando mucho la temperatura.
Algo parecido ocurre con el Galio, sólo que en su caso los enlaces Ga – Ga son relativamente más estables que en el caso del Mercurio.
De la misma manera, tanto las aleaciones de Mercurio como las de Galio tienen siempre puntos de fusión más bajos que los metales que los combinan en estado puro, ésto es lógico si tienes en cuenta que al mezclar dos elementos el punto de fusión siempre será más bajo a medida que el % del metal con menor punto de fusión aumente, y viceversa. Por ejemplo, los Aceros al Wolframio tienen puntos de fusión más altos que el Hierro puro y el Acero típico al Carbono, pero menos que el Wolframio.
La explicación del porqué el Mercurio es líquido en condiciones normales es desde luego más larga y compleja de explicar, pero la he resumido en tanto me ha sido posible.
Aplicaciones típicas
El Mercurio es cada vez menos usado, pero incluso cuando estaba permitido su uso tenía aplicaciones muy limitadas. Piensa que como metal deja mucho que desear, ni siquiera es sólido propiamente dicho, y es casi más valioso como materia exótica que como metal estructural.
Antiguamente se usaba sobretodo para el tratamiento del Oro, extracción del Oro disperso (el Mercurio lo disolvía y luego el Oro se precipitaba de la amalgama) y en algunas aplicaciones donde se buscara dar un baño de Oro a algunas piezas de lujo, desde muebles a relojes (técnica francesa del Ormolú “Oro molido” que dejó muchas víctimas). El Oro se pulverizaba (o “molía”, de ahí el nombre) y a continuación era aplicado cual pintura gracias al Mercurio. Actualmente éste procedimiento no se usa, al menos en Europa.
Me consta que el Mercurio se sigue usando en países menos desarrollados para extraer Oro.
En medicina, para la fabricación de las famosas “amalgamas”. Una amalgama es una aleación con base de Mercurio. Tienen puntos de fusión bajos pero son resistentes a la corrosión y la erosión natural del acto de morder y masticar, además, como se fijaban tan bien al diente donde se removía una caries o cualquier “picadura” (ruego perdones a los dentistas si lo he expresado de forma absurda) se rellenaba a continuación el agujero con una inyección de la amalgama que luego solidificaba y se usaba, en el mejor de los casos, de por vida.
Las amalgamas son muy resistentes a la corrosión y no son tan peligrosas como podría llegarse a pensar, pero su uso ha entrado en declive debido precisamente al contenido de Mercurio. Los principales aleantes (o típicos aleantes) de las amalgamas eran la Plata, el Cobre y el Estaño (en raras ocasiones). Como es natural, la Plata aumentaba el precio de la mezcla.
El Mercurio elemental no moja el Vidrio (no reacciona con el) por ende se usó durante mucho tiempo para termómetros de uso médico y otros medidores de temperatura general, por ejemplo en laboratorios.
Tanto el Mercurio elemental como sus amalgamas han sido sistemáticamente reemplazadas por aleaciones eutécticas con puntos de fusión tan bajos como para ser líquidas a temperaturas ambientes, como el caso del Mercurio. La aleación más importante es el Galinstan, que es una mezcla de Galio, Indio y Estaño. Aunque antigua, sigue siendo una marca registrada de la empresa alemana Geratherm Medical AG quien no ha revelado la fórmula (aunque se puede lograr mediante experimentación personal). El punto de solidificación del Galinstan de calidad es de -19ºC aproximadamente, por lo que es líquida incluso en temperaturas muy bajas.
Un uso cada vez menos conocido del Mercurio por los jóvenes (aunque seguramente los mayores lo recuerden) es el de la síntetis de la Merbromina (conocida entre otros nombres como Mercurocromo) y de composición C20H8Br2HgNa2O6 que se usaba de forma tópica como antiséptico. Yo mismo fui tratado más de una vez con éste compuesto, que si bien es muy eficaz en aquello que busca lograr (desinfectar heridas pequeñas o medianas) al contener Mercurio se ha ido retirado parcialmente del mercado, aunque se sigue utilizando en algunos países, cómo no, sobretodo en los menos desarrollados (yo me lo aplicaba de niño en Cuba cuando me raspaba las rodillas, los codos o las piernas jugando).
Otro uso del Mercurio es en la fabricación de lámparas de “luz fría”, donde actúa como catalizador.
¿Qué tan peligroso es el Mercurio?
No lo sé realmente, esa pregunta a un biólogo, pero supongo que lo suficiente como para que desde hace muchos años haya buscado de forma incesante una cápsula del elemento para completar mi colección de metales... hasta el día de hoy sigo buscando y resulta imposible.
Entiendo que en malas manos el Mercurio es muy peligroso. Antiguamente pensaba que su peligrosidad se limitaba, entre otras cosas, a cuando los niños, encandilados por su brillo, peso y rareza, jugaban con el poniéndolo en las manos y formando gotitas y arrastrándolas luego para formar otras más gruesas hasta finalmente llenar un frasquito.
El segundo problema que veía era que dichos niños (y no tan niños), personas sin conocimiento o responsabilidad en general, podrían verterlo cual basura en zonas donde el Mercurio filtrase (particularmente peligroso en ríos y océanos) y comenzara a intoxicar a la gente directa (mediante la consumición del agua) o indirectamente (mediante la ingesta de animales o plantas expuestos al metal dispero en medios acuosos).
No obstante, recuerdo que cuando ya, en el colmo de mi desesperación, hice un repaso en las aulas donde estudiaba preguntándoles a los chicos y chicas que si tenían termómetros antiguos, que yo se los compraba (a buen precio) y una de las chicas, ya rematando mi exploración, me preguntó si lo quería para... “hacer una bomba”.
¡Claro! En ese momento entendí, en parte supongo, porqué el Mercurio, más allá de su toxicidad, ha sido retirado de las manos del público. Literalmente, es más fácil comprar Uranio empobrecido (aunque es muy caro) que Mercurio elemental.
Confieso que hubo un tiempo en el que, movido por la paranoia más que nada, pensaba que había una especie de complot por parte de los gobiernos para retirarlo del mercado ya que estarían, y lo digo totalmente en serio, separándolo isotópicamente para intentar obtener Oro. El isótopo Hg-196 en teoría se puede transmutar en un ciclotrón de mediados del silo XX, pero claro, como mucho obtendrías algunos cientos de miles (o millones de átomos). Ésta cantidad, que parece mucha, es en realidad una minucia si tienes en cuenta que en un grano de arena típico hay trillones de átomos de Silicio y Oxígeno, así que no, no creo que se trate de ningún complot.
Efectos adversos y precaución
El Mercurio es muy tóxico y es capaz de infiltrarse en el cuerpo humano con relativa facilidad. A diferencia de otros metales pesados (tóxicos) la cantidad de Mercurio que se puede extraer en caso de accidente es muy pobre, por lo que suele derivar en experiencias fatales de por vida. Es muy peligroso, y aunque el punto de fusión es de más de 300ºC, empezando por 40ºC ya comienza a exitarse lo suficiente como para largar átomos en pequeñas dosis (pero suficientes) como para hacer daño. Se acumula en la espina y el cerebro, e induce graves trastornos mentales, normalmente irreversibles.
Es por ésto que resulta muy importante educar a los niños y niñas (y también a los mayores) respecto a los peligros de “jugar” con éste metal. Como siempre digo, no vean en el elemento un enemigo de cómics o de película, tan sólo es un elemento químico. No tiene sentimientos, no está vivo ni muerto, es simplemente una forma de materia.
Miscelánea
El Mercurio jugó un papel importante en la antigua alquimia, donde era considerado la forma inicial de toda materia. En contraposición con el Plomo, “el más viejo entre los metales” el Mercurio, junto al Azufre, constituían la base de todos los metales. Ten en cuenta que en éste contexto se pensaba que todos los metales estaban hechos de la misma materia, sólo que en proporciones (o “concentraciones”) diferentes que habían sufrido X o Y procesos naturales que explicaban porqué algunos se convertían en Cobre, en Hierro o Estaño (por ejemplo). Naturalmente, erraban, pero si lo piensas, cuando se descubrió que ni siquiera el átomo es definitorio (ya que se compone de protones y neutrones) en cierto modo, tenían razón, ya que aunque no tuvieran noción de que cada metal es definido por su número de protones se podría argumentar que precisamente como todos están definidos por un único elemento, o materia en éste contexto (el protón) se podría decir muy vagamente que estaban en lo cierto. A su manera, claro.
En astrología el Mercurio se asocia con los signos de Géminis y Virgo, así como con el planeta con el que comparte el nombre. Por extensión, el Mercurio está relacionado con el dios de la mitología griega Hermes, aunque nunca se hace mención al metal y al dios en el mismo tratado hasta bien avanzada la edad alquímica.
En algunos videojuegos de rol el Mercurio aparece como “Quicksilver” o en la versión castellana (española traducida) “Azogue”. Normalmente es un metal muy fuerte, superior al Acero (en realidad, en los juegos de rol y fantasía en general el Acero suele ser irónicamente el material más débil y barato). Ni el “Quicksilver” o “Azogue” de éstos juegos tienen nada más que ver con el Mercurio real más allá del nombre.