MERCURE
1 PRÉSENTATION
mercure (chimie) (du latin hydrargyrum, « argent liquide »), élément chimique, le seul métal liquide à température ambiante, de symbole Hg et de numéro atomique 80. C’est un élément de transition.
Connu depuis l’Antiquité, le mercure était utilisé par les Grecs pour amalgamer l’or. Considéré jadis comme de l’argent liquide, il a été étudié par les alchimistes. Antoine Laurent de Lavoisier a montré qu’il s’agit d’un élément chimique.
2 ÉTAT NATUREL
Le mercure est assez peu abondant dans le milieu naturel : en l’absence de pollution, sa teneur varie entre 0,01 et 0,0001 ppm dans les roches, l’air et l’eau. On le trouve en faibles quantités à l’état pur ou combiné avec l’argent ; on le rencontre le plus souvent sous forme de sulfure dans le cinabre, de formule HgS.
3 PRÉPARATION ET PRODUCTION
On prépare le mercure par grillage, dans l’air, de son minerai principal, le cinabre. On obtient un mélange de mercure et d’anhydride sulfureux gazeux, que l’on condense. La consommation de mercure est estimée à près de 10 000 t par an. En 1988, la production mondiale de mercure était de 6 000 t ; en 1995, elle s’élevait seulement à 4 056 t, les principaux producteurs étant l’ex-URSS (1 500 t) et l’Espagne (1 497 t), loin devant la Chine (547 t) et l’Algérie (292 t).
4 PROPRIÉTÉS
Aux températures ordinaires, le mercure est un liquide brillant, de couleur blanc argenté, qui s’altère lentement à l’air. Solidifié, il a l’aspect de l’argent. Légèrement volatil à température ambiante, le mercure devient solide lorsqu’il est soumis à une pression de 7 640 atmosphères. Il se dissout dans l’acide nitrique ou l’acide sulfurique concentré, mais est résistant aux alcalins. Le mercure fond à - 39 °C, bout vers 357 °C, a une densité de 13,5, valeur très élevée pour un liquide ; sa masse atomique est égale à 200,59.
Chimiquement, le mercure est très semblable au cuivre. En effet, il a une faible réactivité et un caractère réducteur (voir oxydoréduction). Il peut former deux cations : Hg+ et Hg2+. En outre, il conduit bien l’électricité et est diamagnétique (voir magnétisme).
5 UTILISATIONS
Le mercure liquide a des propriétés remarquables : faible tension de vapeur, densité élevée. Il est utilisé dans les thermomètres, les pompes à vide, les baromètres, ainsi que dans les redresseurs et les commutateurs électriques.
La vapeur de mercure émet de la lumière lorsqu’elle est excitée par une décharge électrique : les lampes à vapeur de mercure (voir éclairage électrique) sont utilisées comme source de rayons ultraviolets dans les maisons, ainsi que pour stériliser l’eau.
5.1 Composés
Le mercure forme des composés monovalents et bivalents. Parmi les composés du mercure commercialement importants, on trouve les organomagnésiens, de formule générale R-Hg-X, le sulfure de mercure (II) utilisé comme pigment vermillon, le chlorure de mercure (I), ou calomel, utilisé dans les électrodes.
En médecine, on a longtemps utilisé le mercure pour son action antiparasitaire et antiseptique, puis comme antisyphilitique. Aujourd’hui, on emploie le calomel comme purgatif, et le bichlorure (sulfure de mercure (II)), ou sublimé, sert d’antiseptique puissant ; ainsi, le Mercurochrome est une solution aqueuse rouge à base de bichlorure. Certaines pommades dermatologiques contiennent des oxydes de mercure.
5.2 Amalgames
Le mercure se combine avec de nombreux métaux, dont l’or et l’argent, pour former des alliages appelés amalgames. Actuellement, les plus courants sont l’amalgame de cuivre, utilisé comme mastic, et l’amalgame d’argent et d’étain, très employé en chirurgie dentaire pour obturer les caries.
6 TOXICITÉ ET POLLUTION
Le mercure est extrêmement toxique sous forme de vapeur et sous la forme de ses sels solubles dans l’eau, qui rongent les membranes cellulaires. Chez l’homme, l’empoisonnement chronique au mercure se produit lorsque de faibles quantités du métal ou de ses sels solubles dans les graisses, comme le méthylmercure, sont ingérées de façon répétitive sur de longues périodes. Cette intoxication provoque des dommages spectaculaires et quasi irréversibles dans le cerveau, le foie, les reins.
Les différentes activités industrielles de l’homme ont pour conséquence la libération de mercure dans l’environnement, sous la forme de composés métalliques, ioniques, organiques, de sulfates, de chlorures et de vapeurs. Ainsi, du mercure est libéré en tant que sous-produit dans la préparation de composés tels que la soude ou le chlore.
Le mercure se répand très rapidement dans la biosphère. Par exemple, une partie du mercure présent dans un cours d’eau se vaporise très facilement, pénètre dans l’atmosphère et retombe sur le sol dans les pluies acides. Une autre partie du mercure peut être absorbée par les plantes et les animaux aquatiques et s’introduire ainsi dans les différentes chaînes alimentaires (voir réseau trophique). En outre, les bactéries transforment le mercure métallique en composé organique par méthylation : le mercure stocké dans les sédiments est alors réintégré dans les chaînes alimentaires, sous forme de composé volatil très toxique. Ainsi, de 1953 à 1960, plusieurs cas de contamination alimentaire ont été découverts dans la baie de Minamata (Japon), où une usine chimique déversait du mercure et où les poissons présentaient une teneur élevée en thiométhylmercure.