جیوه چیست؟

جیوه (Mercury) یک عنصر شیمیایی با نماد Hg و عدد اتمی ۸۰ است. این فلز، تنها فلز خالصی است که در دمای اتاق به‌صورت مایع وجود دارد. واژه Hg از واژه لاتین Hydrargyrum به‌معنای «نقره مایع» آمده است.

---

۱. مشخصات فیزیکی و شیمیایی جیوه

۱-۱. ویژگی منحصر به‌فرد

جیوه تنها فلز مایع در دمای معمولی اتاق (25°C) است. در صورت سرد شدن تا زیر نقطه ذوب، به حالت جامد تبدیل می‌شود.

۱-۲. پایداری شیمیایی

• در برابر بسیاری از اسیدها (مثل HCl) مقاوم است، اما با اسید نیتریک و آب سلطانی واکنش می‌دهد.

• در حضور گوگرد و ترکیبات سولفیدی، تمایل به تشکیل سولفید جیوه دارد.

---

۲. ساختار الکترونی و ویژگی‌های اتمی

• پیکربندی الکترونی:

[Xe]4f145d106s2[Xe] 4f^{14} 5d^{10} 6s^2[Xe]4f145d106s2

•  در حالت اکسایش +1 و +2 پایدار است.

• یون‌های Hg⁺ و Hg²⁺ در شیمی معدنی بسیار مهم‌اند.

---

۳. منابع طبیعی و روش‌های استخراج

۳-۱. کانی اصلی:

سینابار (HgS) یا سولفید جیوه قرمز، مهم‌ترین کانی استخراج جیوه است.

۳-۲. روش استخراج

• با حرارت دادن سینابار در مجاورت هوا:

HgS+O2→Hg+SO2HgS + O₂ → Hg + SO₂HgS+O2​→Hg+SO2​

• سپس بخار جیوه متراکم و خالص‌سازی می‌شود.

---

۴. کاربردهای جیوه در صنعت، پزشکی و فناوری

به‌دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی منحصربه‌فرد خود—مانند مایع بودن در دمای اتاق، فشار بخار بالا، تشکیل آمالگام با فلزات، و هدایت الکتریکی مناسب—در تاریخ علم و فناوری نقش مهمی داشته است. اما بسیاری از کاربردهای سنتی آن، به دلیل خطرات زیست‌محیطی و سلامت، امروزه با جایگزین‌های کم‌خطرتر جایگزین شده‌اند.

---

۴-۱. کاربردهای پزشکی و دندانپزشکی

🦷 آمالگام‌های دندانی

• آمالگام نقره‌ای که ترکیبی از نقره، قلع، مس و جیوه است، یکی از پرکاربردترین مواد برای پر کردن دندان بوده است.

• به‌دلیل دوام بالا، ارزان‌بودن، و کاربرد ساده در دندانپزشکی رایج بود.

• امروزه بسیاری از کشورها به‌دلیل نگرانی‌های سلامتی استفاده از آن را محدود یا ممنوع کرده‌اند.

🌡️ تب‌سنج‌ها و فشارسنج‌ها

• ترمومترهای جیوه‌ای: دقت بسیار بالا در اندازه‌گیری دما.

• مانومترها و اسفیگمومانومترها: در فشارسنج‌های پزشکی سنتی استفاده می‌شد.

• استفاده از این وسایل نیز به‌تدریج با نسخه‌های دیجیتال جایگزین شده‌اند.

---

۴-۲. صنایع شیمیایی و کاتالیزوری

🧪 فرآیند تولید کلر و سود سوزآور (NaOH)

• در روش سلول جیوه‌ای (Castner-Kellner) برای تولید کلر از الکترولیز محلول نمک استفاده می‌شود.

•  در این فرآیند نقش کاتد را دارد و با یون‌های سدیم آمالگام تشکیل می‌دهد.

• امروزه این روش به‌دلیل نشت جیوه و آلودگی‌های زیست‌محیطی منسوخ شده است و جای خود را به روش‌های ممبران و دیافراگم داده است.

⚗️ سنتز ترکیبات آلی

• برخی واکنش‌های آلی خاص مانند واکنش oxymercuration-demercuration در شیمی آلی، از جیوه به‌عنوان واسطه یا کاتالیزور استفاده می‌کنند.

---

۴-۳. صنایع الکترونیک و ابزار دقیق

🔌 کلیدها و رله‌های جیوه‌ای

• دارای قابلیت قطع و وصل بدون جرقه

• مناسب برای محیط‌های خطرناک (قابل اشتعال یا انفجاری)

• به‌دلیل خاصیت خودتمیزشوندگی و مقاومت بالا در برابر خوردگی، در ابزارهای صنعتی قدیمی کاربرد زیادی داشتند.

💡 لامپ‌های بخار جیوه

• نور سفید یا آبی مایل به سفید تولید می‌کنند.

• در لامپ‌های خیابانی، سالن‌های صنعتی و گلخانه‌ها استفاده می‌شدند.

• تولید اشعه UV نیز در لامپ‌های میکروب‌کش (Germicidal lamps) توسط جیوه صورت می‌گیرد.

---

۴-۴. صنعت طلاسازی و استخراج معادن

💍 آمالگام‌سازی طلا

• در معادن سنتی، جیوه با طلا ترکیب شده و آمالگام طلا–جیوه تشکیل می‌دهد.

• سپس با حرارت دادن، جیوه تبخیر شده و طلا باقی می‌ماند.

• این روش هنوز در کشورهای در حال توسعه کاربرد دارد، اما به‌شدت برای محیط زیست و سلامت کارگران خطرناک است.

⚠️ توجه:

• استفاده از جیوه در استخراج طلا به دلیل آلودگی منابع آبی و تجمع در زنجیره غذایی (ماهی‌ها، پرندگان، انسان) در بسیاری از کشورها غیرقانونی شده است.

---

۴-۵. ابزارهای علمی و تحقیقاتی

🧪 بارومترهای جیوه‌ای

• ابزار کلاسیک اندازه‌گیری فشار هوا

• از ستون جیوه در لوله شیشه‌ای استفاده می‌شود

• واحد فشار “میلی‌متر جیوه (mmHg)” از همین روش گرفته شده است.

🌡️ دماسنج‌های صنعتی

• در محیط‌هایی با دمای بسیار بالا یا پایین (مثلاً آزمایشگاه‌های ترمودینامیک)، هنوز از ترمومترهای جیوه‌ای استفاده می‌شود که دقت بالا و پایداری شیمیایی دارند.

---

۴-۶. کاربردهای نظامی، تاریخی و خاص

☢️ استفاده در فیوزهای حساس و حسگرهای ارتعاش

• در برخی تجهیزات نظامی برای تشخیص حرکت یا ضربه از جیوه به‌عنوان ماده فعال استفاده می‌شد.

📜 کیمیاگری و طب سنتی (غیرعلمی)

• در گذشته،  بخشی از باورهای کیمیاگری و داروهای باستانی بود، ولی امروزه این استفاده‌ها به‌دلیل سمی بودن، کاملاً رد شده‌اند.

---

✅ جمع‌بندی

فلزی است با تاریخچه‌ای طولانی در علم و صنعت. با وجود کاربردهای فراوان، امروزه به‌دلیل سمیت بالا و آلودگی زیست‌محیطی، بسیاری از کاربردهای آن با مواد ایمن‌تر جایگزین شده است. با این حال، جیوه همچنان در برخی صنایع خاص و پژوهش‌های علمی اهمیت خود را حفظ کرده است.

---

۵. سمیت و اثرات زیست‌محیطی جیوه

۵-۱. مسمومیت با جیوه (Mercury Poisoning)

• جیوه و ترکیبات آن به‌شدت سمی هستند.

• بخارات جیوه می‌توانند به راحتی از طریق استنشاق وارد بدن شوند و بر سیستم عصبی، کلیه‌ها، ریه‌ها و جنین اثر بگذارند.

۵-۲. علائم مسمومیت

• لرزش عضلات

• ضعف حافظه و تمرکز

• بی‌خوابی

• سردرد

• آسیب کلیوی و مغزی

• در موارد شدید: مرگ

۵-۳. ترکیبات آلی جیوه (مثل متیل‌جیوه)

• در زنجیره غذایی تجمع می‌یابد (مخصوصاً در ماهی‌ها)

• عامل بیماری “میناماتا” در ژاپن

---

۶. نکات ایمنی در کار با جیوه

---

۷. بسته‌بندی و حمل‌ونقل

• در بطری‌های فلزی یا شیشه‌ای ضخیم

• باید دارای گواهی حمل مواد خطرناک باشد

• بسته‌بندی صنعتی: 1 کیلوگرم، 5 کیلوگرم، 34.5 کیلوگرم (ظروف فلزی مخصوص)

---

۸. وضعیت بازار و قیمت جهانی

• قیمت  بسته به خلوص، وضعیت بازار فلزات سنگین، و قوانین محیط زیستی متفاوت است.

• در سال‌های اخیر، به دلیل خطرات زیست‌محیطی، تقاضای جهانی آن کاهش یافته است.

---

۹. جایگزین‌های جیوه در صنعت

• ترمومترهای دیجیتال به‌جای تب‌سنج‌های جیوه‌ای

• رله‌های الکترونیکی به‌جای رله‌های جیوه‌ای

• کاتالیزورهای مدرن‌تر در صنایع شیمیایی

---

۱۰. منابع معتبر

1. PubChem Database – Mercury
   🔗 https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Mercury

2. NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards

3. Sigma-Aldrich – Mercury MSDS and Product Data

4. IUPAC Data Sheets for Element 80 – Hg

5. Environmental Protection Agency (EPA) Reports

6. World Health Organization (WHO) – Mercury and Health

7. CRC Handbook of Chemistry and Physics

8. Journal of Hazardous Materials – Elsevier

9. Minamata Convention on Mercury – UNEP