Mercurio (elemento)

El mercurio es un metal pesado de color blanco plateado. Es el único elemento metálico que se sabe que es líquido a temperatura y presión estándar ; ^{[ a ]} el único otro elemento que es líquido en estas condiciones es el bromo , uno de los halógenos , aunque metales como el cesio , el galio y el rubidio se funden justo por encima de la temperatura ambiente . ^{[ b ]} En comparación con otros metales, el mercurio es un mal conductor del calor , pero un conductor aceptable de la electricidad . ^{[ 11 ]}

El mercurio tiene un punto de fusión de −38,83 °C (−37,89 °F; 234,32 K) y un punto de ebullición de 356,73 °C (674,11 °F; 629,88 K) ^{[ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]} ambos los más bajos de cualquier metal estable, lo que resulta en el rango de estado líquido estable más bajo de cualquier metal en condiciones estándar. Este efecto se debe a la contracción lantánida y la contracción relativista que reducen el radio de la órbita de los electrones más externos y, por lo tanto, debilitan el enlace metálico en el mercurio. ^{[ 12 ]} Al congelarse, el volumen del mercurio disminuye en un 3,59 % y su densidad cambia de 13,69 g/cm³ ^cuando está líquido a 14,184 g/cm³ ^cuando está sólido. El coeficiente de expansión volumétrica es de 181,59 × 10⁻⁶ ^a 0 °C, 181,71 × 10⁻⁶ ^a 20 °C y 182,50 × ^10⁻⁶ a 100 °C (por °C). El mercurio sólido es maleable y dúctil, y se puede cortar con un cuchillo. ^{[ 15 ]}            

Cuando se expande al calentarse cerca de su punto crítico (alrededor de 1750 K (1480 °C; 2690 °F) y 1720 bares (172 MPa) ), el mercurio exhibe una transición metal-no metal asociada con cambios bruscos en su conductividad electrónica y propiedades ópticas. ^{[ 16 ]}    

El mercurio fue el primer superconductor conocido , descubierto en 1911 por Heike Kamerlingh Onnes mediante el enfriamiento de mercurio por debajo de 4 K (−269,15 °C; −452,47 °F) poco después del descubrimiento y la producción de helio líquido . ^{[ 17 ] [ 18 ]} Posteriormente se determinó que sus propiedades superconductoras eran inusuales en comparación con otros superconductores descubiertos más tarde, como las aleaciones de niobio , más populares . ^{[ 19 ] [ 20 ]}   

A temperatura ambiente ( 20 °C (293 K; 68 °F) ), el mercurio líquido se solidifica en una estructura romboédrica simple a aproximadamente 1,2 gigapascales (12 000 bar) de presión. Al aumentar la compresión, el mercurio experimenta varias transiciones de fase estructurales en al menos cuatro alótropos sólidos distintos a medida que aumenta la compresión, donde la fase δ con una estructura hexagonal compacta (hcp) es estable por encima de 36 gigapascales (360 000 bar) hasta al menos 200 gigapascales (2 000 000 bar) . ^{[ 21 ]} La curva de fusión a alta presión aumenta bruscamente en la compresión inicial, pero exhibe un aplanamiento pronunciado y un máximo local potencial alrededor de 9 gigapascales (90 000 bar) . ^{[ 22 ]} A 1 atmósfera estándar (1,0 bar; 0,10 MPa ), el mercurio líquido exhibe un número de coordinación de primera capa anómalamente bajo , con cada átomo de Hg teniendo alrededor de 6 a 10 vecinos más cercanos, ^{[ 23 ] [ 24 ] [ 25 ]} en contraste con los líquidos metálicos simples en los que los átomos están densamente empaquetados con 12 vecinos más cercanos. ^{[ 26 ]} En condiciones simultáneas de alta presión y temperatura, la disposición atómica en el mercurio líquido progresa hacia una estructura líquida simple densamente empaquetada. Sin embargo, incluso a presiones muy altas (hasta alrededor de 10 gigapascales (100 000 bar) ), el mercurio líquido retiene más cúmulos de muchos cuerpos de lo esperado para un líquido simple de esferas duras . ^{[ 22 ]}          

El mercurio es algo más reactivo que los metales nobles oro y platino, que se encuentran cerca de él en la tabla periódica, pero es más estable que otros metales del grupo 12 , como el zinc y el cadmio . Reacciona con ácidos oxidantes como el ácido sulfúrico concentrado y el ácido nítrico o el agua regia para dar sulfato de mercurio(II) , nitrato de mercurio(II) y cloruro de mercurio(II) , respectivamente. ^{[ 27 ]} Al igual que la plata, el mercurio reacciona con el sulfuro de hidrógeno atmosférico . El mercurio reacciona con escamas de azufre sólido, que se utilizan en los kits de derrames de mercurio para absorberlo (estos kits también utilizan carbón activado y zinc en polvo). ^{[ 28 ]}

Existen siete isótopos estables de mercurio, con ²⁰²El Hg es el más abundante (29,86%). Los radioisótopos de mayor duración son ^{el 194.}Hg con una vida media de 444 años y ²⁰³El mercurio tiene una vida media de 46,612 días. La mayoría de los radioisótopos restantes tienen vidas medias inferiores a un día. ²⁰⁶El Hg se presenta de forma natural en trazas ínfimas como producto intermedio de la desintegración del ^238.U. ¹⁹⁹​Hg y ²⁰¹Los Hg son los núcleos ^activos en RMN más estudiados , con espines de ^1/2 y 3/2 respectivamente . [ 11 ^]

A diferencia de sus vecinos más ligeros, el cadmio y el zinc, el mercurio generalmente forma compuestos estables simples con enlaces metal-metal. La mayoría de los compuestos de mercurio(I) son diamagnéticos y presentan el catión dimérico, Hg ²⁺ ₂ . Los derivados estables incluyen el cloruro y el nitrato . En solución acuosa de una sal de mercurio(I), se produce una ligera desproporción de Hg ²⁺ ₂ en Hg y Hg ²⁺da como resultado que >0,5% del mercurio disuelto exista como Hg ²⁺En estas soluciones, se produce la complejación del Hg ^{2+ .}La adición de ligandos como el cianuro provoca que la desproporción se complete, precipitando todo el Hg²⁺ _como ^mercurio elemental y compuestos insolubles de mercurio(II) (por ejemplo, _cianuro de mercurio(II) si se usa cianuro como ligando). ^{[ 76 ]} El cloruro de mercurio(I) , un sólido incoloro también conocido como calomelano , es en realidad el compuesto con la fórmula Hg₂Cl₂ _, con la conectividad Cl -Hg-Hg-Cl. Reacciona con el cloro para dar cloruro de mercurio(II) , que resiste una mayor oxidación. El hidruro de mercurio(I) , un gas incoloro, tiene la fórmula HgH, sin contener enlaces Hg-Hg; sin embargo, el gas solo se ha observado como moléculas aisladas. ^{[ 77 ]}

Como muestra de su tendencia a unirse a sí mismo, el mercurio forma policationes de mercurio , que consisten en cadenas lineales de centros de mercurio, rematadas con una carga positiva. Un ejemplo es el Hg₃ (AsF₆ )₂ que contiene elcatiónHg ²⁺ _3. ^{[ 78 ]}

El mercurio(II) es el estado de oxidación más común y también el principal en la naturaleza. Se conocen los cuatro haluros de mercurio y se ha demostrado que forman geometrías de coordinación lineales , a pesar de la tendencia del mercurio a formar geometrías moleculares tetraédricas con otros ligandos. Este comportamiento es similar al del ion Ag ⁺ . El haluro de mercurio más conocido es el cloruro de mercurio(II) , un sólido blanco que se sublima fácilmente . ^{[ 79 ]}

El óxido de mercurio(II) , el principal óxido de mercurio, se forma cuando el metal se expone al aire durante largos periodos a temperaturas elevadas. Se descompone en sus elementos al calentarse cerca de los 400  °C, como demostró Joseph Priestley en una síntesis temprana de oxígeno puro . ^{[ 28 ]} Los hidróxidos de mercurio están poco caracterizados, ya que los intentos de aislar el hidróxido de mercurio(II) han dado como resultado óxido de mercurio. ^{[ 80 ]}

Al ser un metal blando , el mercurio forma derivados muy estables con los calcógenos más pesados . El más destacado es el sulfuro de mercurio(II) , HgS, que se encuentra en la naturaleza como el mineral cinabrio y es el brillante pigmento bermellón . Al igual que el ZnS , el HgS cristaliza en dos formas : la cúbica rojiza y la blenda de zinc negra . ^{[ 11 ]} Esta última a veces se encuentra naturalmente como metacinabrio . ^{[ 65 ]} Se conocen el seleniuro de mercurio(II) (HgSe) y el telururo de mercurio(II) (HgTe), estos, así como varios derivados, por ejemplo, el telururo de mercurio y cadmio y el telururo de mercurio y zinc, que son semiconductores útiles como materiales para detectores infrarrojos . ^{[ 81 ]}

Las sales de mercurio(II) forman una variedad de derivados complejos con amoníaco . Estos incluyen la base de Millon (Hg ₂ N ⁺ ), el polímero unidimensional (sales de HgNH ⁺ ₂ )_n ), y "precipitado blanco fusible" o [Hg(NH₃)₂]Cl₂. Conocido comoreactivo de Nessler,tetraiodomercurato(II) de potasio(K₂ HgI₄ ) todavía se usa ocasionalmente para detectar amoníaco debido a su tendencia a formar la sal de yoduro de color intenso de la base de Millon. ^{[ 82 ]}

El fulminato de mercurio es un detonante ampliamente utilizado en explosivos . ^{[ 11 ]}

Los compuestos orgánicos de mercurio son históricamente importantes pero tienen poco valor industrial en el mundo occidental. Las sales de mercurio(II) son un raro ejemplo de complejos metálicos simples que reaccionan directamente con anillos aromáticos. Los compuestos organomercuriales son siempre divalentes y generalmente de geometría lineal y de dos coordenadas. A diferencia de los compuestos organocadmio y organozinc , los compuestos organomercuriales no reaccionan con el agua. Generalmente tienen la fórmula HgR₂ _, que a menudo son volátiles, o HgRX, que a menudo son sólidos, donde R es arilo o alquilo y X generalmente es haluro o acetato. El metilmercurio , un término genérico para compuestos con la fórmula CH₃HgX _, es una familia peligrosa de compuestos que a menudo se encuentran en aguas contaminadas . ^{[ 83 ]} Surgen por un proceso conocido como biometilación .

El mercurio y sus compuestos se han utilizado históricamente en medicina, aunque hoy en día son mucho menos comunes que antes, ahora que se comprenden mejor los efectos tóxicos del mercurio y sus compuestos. Un ejemplo de la primera aplicación terapéutica del mercurio fue publicado en 1787 por James Lind . ^{[ 84 ]} La primera edición de The Merck Manuals (1899) incluía muchos compuestos mercúricos relevantes para la medicina en aquel entonces, como el cloruro de mercurio-amonio , el protoyoduro de mercurio amarillo , el calomelano y el cloruro mercúrico , entre otros. ^{[ 85 ]} La masa azul , una píldora o jarabe cuyo ingrediente principal es el mercurio, se prescribió durante todo el siglo XIX para numerosas afecciones, como el estreñimiento , la depresión , el parto y el dolor de muelas . ^{[ 86 ]} A principios del siglo XX, el mercurio se administraba a los niños anualmente como laxante y desparasitante, y se utilizaba en polvos para la dentición de los bebés. El organohaluro merbromina que contiene mercurio (a veces vendido como Mercurocromo) todavía se usa ampliamente, pero ha sido prohibido en algunos países, como los EE. UU. ^{[ 87 ].}

El mercurio en forma de uno de sus minerales comunes, el cinabrio, se utiliza en varias medicinas tradicionales, especialmente en la medicina tradicional china . Una revisión de su seguridad ha encontrado que el cinabrio puede provocar una intoxicación significativa por mercurio cuando se calienta, se consume en sobredosis o se toma a largo plazo, y puede tener efectos adversos en dosis terapéuticas, aunque los efectos de las dosis terapéuticas suelen ser reversibles. Aunque esta forma de mercurio parece ser menos tóxica que otras formas, su uso en la medicina tradicional china aún no se ha justificado, ya que la base terapéutica para el uso del cinabrio no está clara. ^{[ 88 ]} El cloruro de mercurio(I) (también conocido como calomelano o cloruro mercurioso) se ha utilizado en la medicina tradicional como diurético , desinfectante tópico y laxante . El cloruro de mercurio(II) (también conocido como cloruro mercúrico o sublimado corrosivo) se usó en el pasado para tratar la sífilis (junto con otros compuestos de mercurio), aunque es tan tóxico que a veces los síntomas de su toxicidad se confundían con los de la sífilis que se creía que trataba. ^{[ 89 ]}

En la medicina contemporánea, el mercurio sigue siendo un ingrediente de las amalgamas dentales . ^{[ 90 ]} El tiomersal (llamado timerosal en Estados Unidos) es un compuesto orgánico utilizado como conservante en vacunas , aunque su uso está disminuyendo. ^{[ 91 ]} Si bien se especuló ampliamente que este conservante a base de mercurio podría causar o desencadenar autismo en niños, no existe evidencia que respalde tal vínculo. ^{[ 92 ]} Sin embargo, el tiomersal se ha eliminado o reducido a cantidades mínimas en todas las vacunas estadounidenses recomendadas para niños de 6 años o menos, con la excepción de la vacuna inactivada contra la influenza. ^{[ 91 ]} La merbromina (mercurocromo), otro compuesto de mercurio, es un antiséptico tópico utilizado para cortes y raspaduras menores en algunos países. Hoy en día, el uso de mercurio en medicina ha disminuido considerablemente en todos los aspectos, especialmente en los países desarrollados. ^{[ 93 ]} El mercurio todavía se utiliza en algunos diuréticos , aunque ahora existen sustitutos como las tiazidas para la mayoría de los usos terapéuticos. ^{[ 94 ]}

En 2003, se encontraron compuestos de mercurio en algunos medicamentos de venta libre , incluidos antisépticos tópicos , laxantes estimulantes, pomada para la dermatitis del pañal , gotas para los ojos y aerosoles nasales . La FDA ha"Datos insuficientes para establecer el reconocimiento general de la seguridad y eficacia" de los ingredientes de mercurio en estos productos. ^{[ 95 ]} El mercurio es eficaz como ingrediente activo en compuestos blanqueadores de la piel utilizados para despigmentarla. ^{[ 96 ]} El Convenio de Minamata sobre el Mercurio limita la concentración de mercurio en dichos blanqueadores a 1 parte por millón. Sin embargo, a partir de 2022, muchos productos blanqueadores vendidos comercialmente siguen superando ese límite y se consideran tóxicos. ^{[ 97 ]}

Los termómetros que contenían mercurio fueron inventados a principios del siglo XVIII por Daniel Gabriel Fahrenheit , aunque ya en la década de 1650 se habían descrito intentos previos de fabricar instrumentos de medición de temperatura rellenos de mercurio. ^{[ 100 ] : 23} El termómetro de mercurio de Fahrenheit se basaba en un diseño anterior que utilizaba alcohol en lugar de mercurio; el termómetro de mercurio era significativamente más preciso que los que utilizaban alcohol. ^{[ 101 ]} Históricamente, los esfigmomanómetros , barómetros , bombas de difusión , culombios y muchos otros instrumentos de laboratorio también aprovecharon las propiedades del mercurio como un líquido opaco y muy denso con una expansión térmica casi lineal. ^{[ 102 ]}

Desde principios del siglo XXI, el uso de termómetros de mercurio ha ido disminuyendo, y los instrumentos que contienen mercurio han sido prohibidos en muchas jurisdicciones tras el Protocolo de 1998 sobre Metales Pesados . ^{[ 103 ] [ 104 ]} Las alternativas modernas a los termómetros de mercurio incluyen termómetros de resistencia , termopares y sensores termistores que emiten datos a una pantalla digital. ^{[ 105 ]}

• 
  Termómetro médico de mercurio.
• 
  El bulbo de un termómetro de mercurio en vidrio .
• 
  Manómetro de mercurio para medir la presión.

El mercurio gaseoso se utiliza en lámparas de vapor de mercurio , lámparas fluorescentes y algunos letreros de neón . Estas lámparas de baja presión emiten líneas espectrales muy estrechas, que se utilizan tradicionalmente en espectroscopia óptica para la calibración de la posición espectral. Se venden lámparas de calibración comerciales para este fin; reflejar una luz fluorescente de techo en un espectrómetro es una práctica de calibración común. ^{[ 106 ]} El mercurio gaseoso también se encuentra en algunos tubos electrónicos , incluidos ignitrones , tiratrones y rectificadores de arco de mercurio . ^{[ 107 ]} También se utiliza en lámparas médicas especializadas para el bronceado y la desinfección de la piel. ^{[ 108 ]} Se añade mercurio gaseoso a las lámparas de cátodo frío rellenas de argón para aumentar la ionización y la conductividad eléctrica . Una lámpara rellena de argón sin mercurio tendrá zonas opacas y no se encenderá correctamente. La iluminación que contiene mercurio solo se puede bombardear /bombear en horno una sola vez. Cuando se añade a tubos llenos de neón , se producen manchas rojas y azules inconsistentes en las emisiones de luz hasta que se completa el proceso de rodaje inicial; finalmente, emitirá un color azul apagado uniforme. ^{[ 109 ]}

• 
  El resplandor violeta intenso de una descarga de vapor de mercurio en una lámpara germicida , cuyo espectro es rico en radiación ultravioleta invisible.
• 
  Bronceador de piel que contiene una lámpara de vapor de mercurio de baja presión y dos lámparas infrarrojas, que actúan como fuente de luz y balasto eléctrico.
• 
  Lámparas fluorescentes de diversos tipos.
• 
  Lámpara de calibración espectral de descarga de mercurio.

El mercurio líquido forma parte de un electrodo de referencia secundario muy utilizado (denominado electrodo de calomelanos ) en electroquímica , como alternativa al electrodo estándar de hidrógeno . El electrodo de calomelanos se utiliza para calcular el potencial de electrodo de las semiceldas . ^{[ 110 ]} El punto triple del mercurio, −38,8344  °C, es un punto fijo que se utiliza como estándar de temperatura para la Escala Internacional de Temperatura ( ITS-90 ). ^{[ 11 ]}

La pila de mercurio es una batería electroquímica no recargable , una pila primaria , que fue común a mediados del siglo XX. Se utilizó en una amplia variedad de aplicaciones y estaba disponible en varios tamaños, especialmente en tamaño de botón. Su voltaje constante y su larga vida útil le otorgaron un uso específico en fotómetros para cámaras y audífonos. La pila de mercurio fue prohibida en la mayoría de los países en la década de 1990 debido a la preocupación por la contaminación de los vertederos con mercurio. ^{[ 111 ]}

Como líquido conductor de electricidad, se utilizó en interruptores de mercurio (incluidos los interruptores de luz domésticos de mercurio instalados antes de 1970), interruptores de inclinación utilizados en detectores de incendios antiguos y en algunos termostatos domésticos. ^{[ 112 ]} Debido a sus propiedades acústicas, el mercurio se utilizó como medio de propagación en dispositivos de memoria de línea de retardo utilizados en las primeras computadoras digitales de mediados del siglo XX, como la UNIVAC I y la SEAC . ^{[ 113 ]}

El mercurio se utilizó como propulsor en los primeros motores iónicos de los sistemas de propulsión eléctrica espacial . Sus ventajas eran su alto peso molecular, baja energía de ionización, baja energía de doble ionización, alta densidad líquida y capacidad de almacenamiento en estado líquido a temperatura ambiente . Entre sus desventajas se encontraban las preocupaciones sobre el impacto ambiental asociado a las pruebas en tierra y la posible condensación y enfriamiento del propulsor en la nave espacial durante operaciones de larga duración. El primer vuelo espacial que empleó propulsión eléctrica fue un propulsor iónico alimentado con mercurio, desarrollado en el Centro de Investigación Glenn de la NASA y lanzado en la nave espacial SERT-1 (Space Electric Rocket Test ) , desde las instalaciones de vuelo de Wallops de la NASA en 1964. Al vuelo SERT-1 le siguió el vuelo SERT-2 en 1970. El mercurio y el cesio fueron los propulsores preferidos para los motores iónicos hasta que el Laboratorio de Investigación Hughes realizó estudios que demostraron que el gas xenón era un sustituto adecuado. El xenón es ahora el propulsor preferido para los motores iónicos, ya que tiene un alto peso molecular, poca o ninguna reactividad debido a su naturaleza de gas noble y una alta densidad líquida bajo almacenamiento criogénico moderado. ^{[ 114 ] [ 115 ]}

El Reloj Atómico de Espacio Profundo (DSAC), desarrollado por el Laboratorio de Propulsión a Chorro, utiliza mercurio en un reloj lineal basado en una trampa de iones. El uso innovador del mercurio permite la creación de relojes atómicos compactos con bajos requerimientos energéticos, ideales para sondas espaciales y misiones a Marte. ^{[ 116 ]}

En polarografía , tanto el electrodo de gota de mercurio ^{[ 117 ]} como el electrodo de gota de mercurio colgante ^{[ 118 ]} utilizan mercurio elemental. Esto permite disponer de un electrodo nuevo y no contaminado para cada medición o experimento.

• 
  Un interruptor de mercurio unipolar de un solo tiro (SPST).
• 
  Memoria de mercurio de UNIVAC I (1951).
• 
  Diagrama de la línea de retardo de mercurio utilizada en la computadora SEAC .
• 
  El reloj atómico miniaturizado para el espacio profundo es un reloj de iones de mercurio lineal basado en una trampa de iones, diseñado para la navegación por radio precisa y en tiempo real en el espacio profundo.

Algunos telescopios de tránsito utilizan una cubeta de mercurio para formar un espejo plano y absolutamente horizontal, útil para determinar una referencia vertical o perpendicular absoluta. Los espejos parabólicos horizontales cóncavos se pueden formar haciendo girar mercurio líquido sobre un disco; la forma parabólica del líquido así formado refleja y enfoca la luz incidente. Estos telescopios de espejo líquido son hasta 100 veces más baratos que los telescopios de espejo grande convencionales, pero el espejo no se puede inclinar y siempre apunta directamente hacia arriba. ^{[ 119 ] [ 120 ] [ 121 ]} Las lentes de Fresnel de los antiguos faros solían flotar y girar en un baño de mercurio que actuaba como un cojinete. ^{[ 122 ]}

Se instalaron turbinas experimentales de vapor de mercurio para aumentar la eficiencia de las centrales eléctricas de combustibles fósiles. ^{[ 123 ]} La central eléctrica South Meadow en Hartford, CT, empleó mercurio como fluido de trabajo , en una configuración binaria con un circuito secundario de agua, durante varios años a partir de finales de la década de 1920 en un esfuerzo por mejorar la eficiencia de la planta. Se construyeron varias otras plantas, incluida la Estación Schiller en Portsmouth, NH, que entró en funcionamiento en 1950. La idea no se popularizó en toda la industria debido al peso y la toxicidad del mercurio, así como a la aparición de las plantas de vapor supercrítico en años posteriores. ^{[ 124 ] [ 125 ]} De manera similar, el mercurio líquido se utilizó como refrigerante para algunos reactores nucleares ; sin embargo, se propone el sodio para reactores refrigerados por metal líquido , porque la alta densidad del mercurio requiere mucha más energía para circular como refrigerante. ^{[ 126 ]}

El cloro se produce a partir de cloruro de sodio (sal común, NaCl) mediante electrólisis para separar el sodio metálico del cloro gaseoso. Generalmente, la sal se disuelve en agua para producir una salmuera. Los subproductos de cualquier proceso cloroalcalino de este tipo son hidrógeno (H₂ ₎ e hidróxido de sodio (NaOH), que comúnmente se denomina sosa cáustica o lejía . El uso más importante del mercurio ^{[ 127 ] [ 128 ]} a finales del siglo XX fue, con mucho, el proceso de celda de mercurio (también llamado proceso Castner-Kellner ), donde el sodio metálico se forma como una amalgama en un cátodo hecho de mercurio; este sodio reacciona luego con agua para producir hidróxido de sodio. ^{[ 129 ]} Muchas de las emisiones industriales de mercurio del siglo XX provinieron de este proceso, aunque las plantas modernas afirman ser seguras en este sentido. ^{[ 128 ]} Desde la década de 1960 en adelante, la mayoría de las plantas industriales se alejaron de los procesos de celdas de mercurio hacia las tecnologías de celdas de diafragma para producir cloro, aunque el 11% del cloro producido en los Estados Unidos todavía se producía con el método de celdas de mercurio en 2005. ^{[ 130 ]}

Históricamente, el mercurio se utilizó ampliamente en la minería hidráulica de oro . El uso a gran escala del mercurio cesó en la década de 1960. Sin embargo, el mercurio todavía se utiliza en la prospección de oro a pequeña escala, a menudo ilegal, donde puede ayudar a separar las partículas de oro de una mezcla de arena o grava y agua. ^{[ 131 ]} Las pequeñas partículas de oro pueden formar una amalgama de mercurio-oro y, por lo tanto, aumentar las tasas de recuperación de oro. ^{[ 11 ]} El uso de mercurio causa un grave problema de contaminación en lugares como Ghana . ^{[ 131 ]} Se estima que 45 000 toneladas métricas de mercurio utilizadas en California para la minería de placer no se han recuperado. ^{[ 132 ]} El mercurio también se utilizó en la minería de plata para extraer el metal del mineral mediante el proceso de patio . ^{[ 133 ]}

El fulminato de mercurio(II) es un explosivo primario que se ha utilizado principalmente como fulminante de cartuchos en armas de fuego durante los siglos XIX y XX. ^{[ 134 ]} El mercurio se utilizó en el pasado como limpiador de ánimas de cañones de armas. ^{[ 135 ] [ 136 ]}

Los compuestos que contienen mercurio también son útiles en el campo de la biología estructural . Los compuestos mercúricos, como el cloruro de mercurio(II) o el tetraiodomercurato(II) de potasio, pueden añadirse a cristales de proteínas para crear derivados de átomos pesados ​​que permitan resolver el problema de fase en la cristalografía de rayos X mediante métodos de sustitución isomorfa o dispersión anómala . ^{[ 137 ]}

La concentración de mercurio en el hielo preindustrial no afectado por la actividad volcánica era de entre 1 y 4 ng por litro. ^{[ 142 ]} Las erupciones volcánicas y las fuentes naturales relacionadas son responsables de aproximadamente la mitad de las emisiones atmosféricas de mercurio. ^{[ 142 ]}

La contaminación atmosférica por mercurio en el aire urbano exterior a principios del siglo XXI se midió entre 0,01 y 0,02  μg/m³ ^. Un estudio de 2001 midió los niveles de mercurio en 12 lugares interiores elegidos para representar una muestra representativa de los tipos, ubicaciones y antigüedades de los edificios en el área de Nueva York. Este estudio encontró concentraciones de mercurio significativamente elevadas con respecto a las concentraciones exteriores, en un rango de 0,0065  a 0,523  μg/m³ ^. El promedio fue de 0,069  μg/ ^m³ . ^{[ 143 ]}

La mitad de las emisiones de mercurio se atribuyen a la humanidad. Las fuentes en 2000 se pueden dividir en los siguientes porcentajes estimados: ^{[ 144 ]}

• El 65 % proviene de la combustión estacionaria, de la cual las centrales eléctricas de carbón constituyen la principal fuente (40 % de las emisiones de mercurio en EE. UU. en 1999). Esto incluye las centrales eléctricas alimentadas con gas, donde el mercurio no ha sido eliminado. Las emisiones de la combustión del carbón son entre uno y dos órdenes de magnitud superiores a las de la combustión del petróleo, según el país. ^{[ 144 ]}
• 11% de la producción de oro. Las tres mayores fuentes puntuales de emisiones de mercurio en EE. UU. son las tres minas de oro más grandes. La liberación hidrogeoquímica de mercurio de los relaves de las minas de oro se ha considerado una fuente importante de mercurio atmosférico en el este de Canadá. ^{[ 145 ]}
• 6,8% procedente de la producción de metales no ferrosos , normalmente en fundiciones .
• 6,4% procedente de la producción de cemento .
• 3,0% procedente de la eliminación de residuos , incluidos los residuos municipales y peligrosos , los crematorios y la incineración de lodos de depuradora .
• 3,0% procedente de la producción de sosa cáustica .
• 1,4% procedente de la producción de arrabio y acero .
• El 1,1% proviene de la producción de mercurio, principalmente para baterías.
• 2,0% procedente de otras fuentes.

Los porcentajes anteriores son estimaciones de las emisiones globales de mercurio causadas por el ser humano, excluyendo la quema de biomasa, una fuente importante en algunas regiones. ^{[ 144 ]} En 2024, las emisiones atmosféricas de mercurio provenientes de la cremación en Inglaterra fueron la segunda fuente más importante después de la combustión de combustibles. ^{[ 146 ]}

Un grave desastre industrial fue el vertido de compuestos de mercurio en la bahía de Minamata , Japón, entre 1932 y 1968. Se estima que más de 3000 personas sufrieron diversas deformidades, síntomas graves de intoxicación por mercurio o la muerte a causa de lo que se conoció como la enfermedad de Minamata . ^{[ 147 ] [ 148 ]}

Se estima que China produce el 50% de las emisiones de mercurio, la mayoría de las cuales resultan de la producción de cloruro de vinilo . ^{[ 149 ]}

El mercurio también llega al medio ambiente debido a la eliminación inadecuada de productos que lo contienen. ^{[ 150 ]} Debido a las preocupaciones por la salud, los esfuerzos para reducir el uso de sustancias tóxicas están disminuyendo o eliminando el mercurio en dichos productos. Por ejemplo, la cantidad de mercurio vendida en termostatos en los Estados Unidos disminuyó de 14,5 toneladas en 2004 a 3,9 toneladas en 2007. ^{[ 151 ]}

La planta de tabaco absorbe y acumula fácilmente metales pesados ​​como el mercurio del suelo circundante en sus hojas. Estos se inhalan posteriormente al fumar tabaco . ^{[ 152 ]} Si bien el mercurio es un componente del humo del tabaco , ^{[ 153 ]} los estudios no han logrado descubrir una correlación significativa entre fumar y la absorción de mercurio por los seres humanos en comparación con fuentes como la exposición ocupacional, el consumo de pescado y los empastes dentales de amalgama . ^{[ 154 ]}

Una fuente menos conocida de mercurio es la quema de papel de incienso , ^{[ 155 ]} que es una tradición común practicada en Asia, incluyendo China, ^{[ 156 ]} Vietnam, Hong Kong, Tailandia, Taiwán y Malasia. ^{[ 157 ]}

Los sedimentos dentro de los grandes estuarios urbano-industriales actúan como un importante sumidero para la contaminación por mercurio de fuente puntual y difusa dentro de las cuencas . ^{[ 162 ]} Un estudio de 2015 de sedimentos de la zona intermareal del estuario del Támesis midió el mercurio total en 0,01 a 12,07  mg/kg con una media de 2,10  mg/kg y una mediana de 0,85  mg/kg (n  =  351). ^{[ 162 ]} Se demostró que las concentraciones más altas de mercurio se producían en y alrededor de la ciudad de Londres en asociación con lodos de grano fino y alto contenido de carbono orgánico total. ^{[ 162 ]} La fuerte afinidad del mercurio por sedimentos ricos en carbono también se ha observado en sedimentos de marisma salina del río Mersey , con una concentración media de 2  mg/kg, hasta 5  mg/kg. ^{[ 163 ]} Estas concentraciones son mucho más altas que las de los sedimentos de los arroyos de los ríos de las marismas salinas de Nueva Jersey y los manglares del sur de China, que presentan bajas concentraciones de mercurio de aproximadamente 0,2  mg/kg. ^{[ 164 ] [ 165 ]}

Debido a los efectos en la salud de la exposición al mercurio, los usos industriales y comerciales están regulados en muchos países. La Organización Mundial de la Salud , ^{[ 166 ]} OSHA y NIOSH tratan al mercurio como un riesgo laboral; tanto OSHA como NIOSH, entre otras agencias reguladoras, han establecido límites específicos de exposición laboral para el elemento y sus compuestos derivados en forma líquida y gaseosa. ^{[ 167 ] [ 168 ]} Las emisiones ambientales y la eliminación de mercurio están reguladas en los EE. UU. principalmente por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos .

Los peces y mariscos tienen una tendencia natural a concentrar mercurio en sus cuerpos, a menudo en forma de metilmercurio , un compuesto orgánico de mercurio altamente tóxico. Las especies de peces que se encuentran en la parte superior de la cadena alimentaria , como el tiburón , el pez espada , la caballa real , el atún rojo , el atún blanco y el blanquillo , contienen concentraciones más altas de mercurio que otras. Debido a que el mercurio y el metilmercurio son liposolubles, se acumulan principalmente en las vísceras , aunque también se encuentran en todo el tejido muscular. ^{[ 169 ]} La presencia de mercurio en los músculos de los peces se puede estudiar mediante biopsias musculares no letales . ^{[ 170 ]} El mercurio presente en los peces presa se acumula en el depredador que los consume. Dado que los peces son menos eficientes en la depuración que en la acumulación de metilmercurio, las concentraciones de metilmercurio en el tejido de los peces aumentan con el tiempo. Por lo tanto, las especies que se encuentran en la parte superior de la cadena alimentaria acumulan cargas corporales de mercurio que pueden ser diez veces mayores que las de las especies que consumen. Este proceso se llama biomagnificación . El envenenamiento por mercurio ocurrió de esta manera en Minamata , Japón, ahora llamado enfermedad de Minamata . ^{[ 147 ] [ 148 ]}

Algunas cremas faciales contienen niveles peligrosos de mercurio. La mayoría contiene mercurio inorgánico relativamente no tóxico, pero se han encontrado productos que contienen mercurio orgánico altamente tóxico. ^{[ 171 ] [ 172 ]} Se ha descubierto que los residentes de la ciudad de Nueva York están expuestos a niveles significativos de compuestos de mercurio inorgánico a través del uso de productos para el cuidado de la piel. ^{[ 173 ]}

Los efectos tóxicos incluyen daños en el cerebro, los riñones y los pulmones. La intoxicación por mercurio puede provocar diversas enfermedades, como acrodinia (enfermedad rosada), síndrome de Hunter-Russell y enfermedad de Minamata . Los síntomas suelen incluir deterioro sensorial (visión, audición, habla), alteración de la sensibilidad y falta de coordinación. El tipo y la gravedad de los síntomas dependen de la toxina específica, la dosis y el método y la duración de la exposición. Estudios de casos y controles han demostrado efectos como temblores, deterioro de las habilidades cognitivas y trastornos del sueño en trabajadores con exposición crónica al vapor de mercurio, incluso a bajas concentraciones en el rango de 0,7 a 42  μg/ ^m³ . ^{[ 174 ] [ 175 ]}

Un estudio ha demostrado que la exposición aguda (4–8 horas) a niveles calculados de mercurio elemental de 1,1 a 44  mg/m³ ^produjo dolor torácico, disnea , tos, hemoptisis , deterioro de la función pulmonar y evidencia de neumonitis intersticial . ^{[ 140 ]} Se ha demostrado que la exposición aguda al vapor de mercurio produce efectos profundos en el sistema nervioso central, incluidas reacciones psicóticas caracterizadas por delirio, alucinaciones y tendencia suicida. La exposición ocupacional ha producido una amplia gama de trastornos funcionales, incluidos eretismo , irritabilidad, excitabilidad, timidez excesiva e insomnio. Con la exposición continua, se desarrolla un temblor fino que puede intensificarse hasta convertirse en espasmos musculares violentos. El temblor inicialmente afecta a las manos y posteriormente se extiende a los párpados, los labios y la lengua. La exposición prolongada a niveles bajos se ha asociado con síntomas más sutiles de eretismo, incluidos fatiga, irritabilidad, pérdida de memoria, sueños vívidos y depresión. ^{[ 141 ] [ 176 ]}

La investigación sobre el tratamiento de la intoxicación por mercurio es limitada. Los fármacos disponibles actualmente para la intoxicación aguda por mercurio incluyen los quelantes N -acetil- D , L - penicilamina (NAP), British Anti-Lewisite (BAL), ácido 2,3-dimercapto-1-propanosulfónico (DMPS) y ácido dimercaptosuccínico (DMSA). En un pequeño estudio que incluyó a 11 trabajadores de la construcción expuestos a mercurio elemental, los pacientes fueron tratados con DMSA y NAP. ^{[ 177 ]} La terapia de quelación con ambos fármacos resultó en la movilización de una pequeña fracción del mercurio corporal total estimado. El DMSA logró aumentar la excreción de mercurio en mayor medida que el NAP. ^{[ 177 ]}

140 países acordaron en el Convenio de Minamata sobre el Mercurio, impulsado por el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA), prevenir las emisiones de vapor de mercurio. ^{[ 178 ]} El convenio se firmó el 10 de octubre de 2013. ^{[ 179 ]}

En Estados Unidos, la Agencia de Protección Ambiental ( EPA) se encarga de regular y gestionar la contaminación por mercurio. Varias leyes le otorgan esta autoridad, entre ellas la Ley de Aire Limpio , la Ley de Agua Limpia , la Ley de Conservación y Recuperación de Recursos y la Ley de Agua Potable Segura . Además, la Ley de Gestión de Baterías Recargables y que Contienen Mercurio , aprobada en 1996, elimina gradualmente el uso de mercurio en baterías y prevé la eliminación eficiente y rentable de muchos tipos de baterías usadas. ^{[ 180 ]} América del Norte contribuyó aproximadamente con el 11 % del total de las emisiones antropogénicas mundiales de mercurio en 1995. ^{[ 181 ]}

La Ley de Aire Limpio de los Estados Unidos , aprobada en 1990, incluyó el mercurio en una lista de contaminantes tóxicos que debían controlarse al máximo. Por lo tanto, las industrias que liberaban altas concentraciones de mercurio al medio ambiente acordaron instalar tecnologías de control máximas alcanzables (MACT, por sus siglas en inglés). En marzo de 2005, la EPA promulgó una regulación ^{[ 182 ]} que añadió las centrales eléctricas a la lista de fuentes que debían controlarse e instituyó un sistema nacional de límites máximos y comercio de emisiones. Se dio a los estados hasta noviembre de 2006 para imponer controles más estrictos, pero tras una impugnación legal de varios estados, la regulación fue anulada por un tribunal federal de apelaciones el 8 de febrero de 2008. Se consideró que la norma no era suficiente para proteger la salud de las personas que vivían cerca de centrales eléctricas de carbón, dados los efectos negativos documentados en el Informe de Estudio de la EPA al Congreso de 1998. ^{[ 183 ]} ​​Sin embargo, datos más recientes publicados en 2015 mostraron que, tras la introducción de los controles más estrictos, el mercurio disminuyó drásticamente, lo que indica que la Ley de Aire Limpio tuvo el impacto previsto. ^{[ 184 ]}

La EPA anunció nuevas normas para las centrales eléctricas de carbón el 22 de diciembre de 2011. ^{[ 185 ]} Los hornos de cemento que queman residuos peligrosos están sujetos a un estándar menos estricto que los incineradores de residuos peligrosos estándar en los Estados Unidos y, como resultado, son una fuente desproporcionada de contaminación por mercurio. ^{[ 186 ]}

En la Unión Europea , la directiva sobre la restricción del uso de determinadas sustancias peligrosas en aparatos eléctricos y electrónicos (véase RoHS ) prohíbe el mercurio en ciertos productos eléctricos y electrónicos, y limita la cantidad de mercurio en otros productos a menos de 1000 ppm . ^{[ 187 ]} Existen restricciones para la concentración de mercurio en envases (el límite es de 100 ppm para la suma de mercurio, plomo , cromo hexavalente y cadmio ) y baterías (el límite es de 5 ppm). ^{[ 188 ]} En julio de 2007, la Unión Europea también prohibió el mercurio en dispositivos de medición no eléctricos, como termómetros y barómetros . La prohibición se aplica solo a dispositivos nuevos y contiene exenciones para el sector sanitario y un período de gracia de dos años para los fabricantes de barómetros. ^{[ 189 ]}

Noruega promulgó una prohibición total del uso de mercurio en la fabricación e importación/exportación de productos de mercurio, efectiva a partir del 1 de enero de 2008. ^{[ 190 ]} En 2002, se descubrió que varios lagos en Noruega tenían un estado de contaminación por mercurio deficiente, con un exceso de 1  μg/g de mercurio en sus sedimentos. ^{[ 191 ]} En 2008, el Ministro de Desarrollo Ambiental de Noruega, Erik Solheim, dijo: "El mercurio se encuentra entre las toxinas ambientales más peligrosas. Hay alternativas satisfactorias al Hg en los productos, y por lo tanto es apropiado inducir una prohibición". ^{[ 192 ]} Los productos que contienen mercurio fueron prohibidos en Suecia en 2009, ^{[ 193 ] [ 194 ]} mientras que el mercurio elemental ha sido prohibido para la fabricación y el uso en todas las aplicaciones excepto en algunas (como ciertas fuentes de luz de bajo consumo y empastes dentales de amalgama) en Dinamarca desde 2008. ^{[ 195 ]}