Thủy ngân là một nguyên tố hóa học đặc biệt, khi nó là nguyên tố kim loại duy nhất tồn tại ở thể lỏng trong điều kiện thường. Tuy nhiên đây cũng là một chất độc hại với sức khỏe. Vậy thủy ngân là chất gì? Chúng được ứng dụng như thế nào trong cuộc sống? Thủy ngân nguy hiểm như thế nào? Hãy cùng trả lời các câu hỏi trên qua bài viết dưới đây của chúng tôi nhé:

1. Thủy ngân là chất gì?

Thủy ngân là nguyên tố kim loại nặng, có màu bạc, có kí hiệu nguyên tử là 80 trong bảng tuần hoàn hóa học. Thủy ngân có kí hiệu nguyên tử là Hg, viết tắt từ tên Latinh là Hydrargyrum. Dịch nghĩa Hán Việt thì thủy ngân có nghĩa là “nước bạc”. Trong tiếng Anh, thủy ngân được đặt tên là Mercury theo tên của vị thần La Mã, đồng thời cũng là tên là sao Thủy trong hệ Mặt Trời. Thủy ngân là nguyên tố kim loại đặc biệt, tồn tại ở thể lỏng ngay cả khi ở trong điều kiện tiêu chuẩn về nhiệt độ và áp suất.

Thủy ngân được ứng dụng nhiều trong các dụng cụ đo như nhiệt kế, áp suất kế, huyết áp kế; chế tạo đèn, dung môi phòng thí nghiệm… Tuy nhiên thủy ngân là một trong 10 hóa chất độc hại nhất, dù ở dạng kim loại, muối thì đều rất độc. Khi tiếp xúc, thủy ngân sẽ xâm nhập vào cơ thể qua da, hô hấp hay tiêu hóa gây ngộ độc, tổn thương gan, thận, hệ thần kinh… và thậm chí gây tử vong.

2. Thủy ngân có ở đâu?

Thủy ngân có thể tồn tại ở dạng vô cơ như kim loại thủy ngân hay các muối vô cơ. Chúng cũng có thể ở dạng hữu cơ, tích lũy trong cơ thể sống.

Thủy ngân là một nguyên tố hiếm trong vỏ Trái Đất, tồn tại trong các khoáng vật chủ yếu ở dạng thủy ngân(II) sulfide hay còn gọi là chu sa. Chúng được giải phóng ra môi trường qua hoạt động của núi lửa, quá trình phong hóa đá và tác động của con người. Trong đó, hoạt động sản xuất của con người là nguyên nhân chính khiến cho thủy ngân phát tán vào môi trường.

• Thủy ngân được sử dụng trong các dụng cụ đo như nhiệt kế, áp suất kế, công tắc thủy ngân, đèn huỳnh quang…
• Thủy ngân được giải phóng ra dưới dạng hơi, khí dung; là sản phẩm sinh ra từ các nhà máy nhiệt điện, lò đốt chất thải, cháy rừng,….
• Thủy ngân có thể tồn tại trong nước hoặc trong các loại thực phẩm dưới dạng methylmercury. Methylmercury sẽ tích lũy sinh học trong cơ thể cá và động vật giáp xác khi các sinh vật này sinh sống trong môi trường có nồng độ thủy ngân cao. Khi các loài cá lớn ăn các loài sinh vật nhỏ chứa nhiều thủy ngân thì chúng cũng sẽ bị nhiễm độc. Và khi con người ăn phải những thực phẩm đó vô tình thủy ngân được hấp thụ vào người và gây những tổn thương đến các cơ quan trong cơ thể.
• Hợp chất thủy ngân phenyl có nhiều trong các loại sơn phủ, sơn chống thấm hoặc trong một số loại mỹ phẩm….

3. Các tính chất đặc điểm của thủy ngân

Thủy ngân có những tính chất đặc trưng gì? Hãy cùng tìm hiểu ngay sau đây:

3.1 Tính chất vật lý của thủy ngân

• Trạng thái tồn tại: Thủy ngân là kim loại ở dạng lỏng có màu ánh bạc, rất độc nếu vô tình hít phải hơi hay nuốt phải. Ở trạng thái rắn thủy ngân dễ uốn và cắt được dễ dàng.
• Khối lượng riêng: 13.69 g/cm3.
• Điểm đông đặc: -38,83 °C. Khi đóng băng, khối lượng thủy ngân giảm 3,59% và mật độ của nó tăng từ 13,69 g/cm3 (trạng thái lỏng) lên 14.184 g/cm3 (trạng thái rắn).
• Nhiệt độ sôi: 356,73 °C.
• Tại nhiệt độ 0 °C, hệ số giãn nở thể tích của thủy ngân là 181,59 × 10^6, tại 20 °C là 181,71 × 10^6 và tại 100 °C là 182,50 × 10^6.
• Khả năng dẫn nhiệt của thủy ngân kém nhưng độ dẫn điện khá tốt.

3.2 Tính chất hóa học của thủy ngân

• Thủy ngân là một kim loại thuộc nhóm kim loại chuyển tiếp thuộc nhóm 12, chu kỳ 6 trong bảng tuần hoàn hóa học. Cấu hình electron của thủy ngân là [Xe] 4f14 5d10 6s2. Thủy ngân là kim loại có tính khử yếu, với số oxi hóa +1 và +2.
• Thủy ngân tác dụng với phi kim:

Thủy ngân phản ứng với oxy, các phân tử halogen khi ở nhiệt độ cao. Còn đối với lưu huỳnh, thủy ngân phản ứng ngay ở điều kiện bình thường, đây cũng là phương pháp giúp thu hồi thủy ngân, xử lý sự cố tràn thủy ngân.

Hg + S → HgS

2Hg + O2 → 2HgO

Hg + Br2 → HgBr2

• Thủy ngân tác dụng với dung dịch axit:

Thủy ngân không phản ứng với các dung dịch axit loãng ở nhiệt độ thường như HCl loãng, H2SO4 loãng… Tuy nhiên có xảy ra phản ứng khi tác dụng với các axit có tính oxi mạnh:

2Hg + 2H2SO4 (đặc, nóng) → Hg2SO4 + SO2 + 2H2O

Hg + 4HNO3 (đặc, nóng) → Hg(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

• Thủy ngân có thể phản ứng với khí H2S có trong không khí.
• Hỗn hợp nước cường toan ( HNO3 (đặc) + 6HCl (đặc)) có thể hòa tan thủy ngân để tạo muối:

3Hg + 2HNO3 (đặc) + 6HCl (đặc) → 3HgCl2 + 2NO + 4H2O

• Thủy ngân có khả năng hòa tan nhiều kim loại để tạo thành hỗn hống như vàng, bạc, nhôm, natri… Tuy nhiên một số kim loại như sắt, bạch kim, mangan, kẽm, đồng có khả năng chống lại sự hình thành hỗn hống này.

4. Phương pháp điều chế thủy ngân

Để điều chế thủy ngân sẽ đốt nóng hợp chất thủy ngân sunfua (chu sa) trong không khí và làm lạnh hơi thoát ra:

HgS + O2 → Hg + SO2

5. Ứng dụng của thủy ngân

Thủy ngân được sử dụng phổ biến trong các ngành công nghiệp sản xuất hóa chất,trong kỹ thuật điện và điện tử:

• Thủy ngân được sử dụng trong nhiều thiết bị phòng thí nghiệm, các thiết bị đo như nhiệt kế, áp suất kế, huyết áp kế (bị cấm ở một số nơi), phong vũ kế, bơm khuếch tán, tích điện kế… Do là chất lỏng có tỷ trọng cao nên thủy ngân được sử dụng để làm kín các chi tiết chuyển động của máy khuấy dùng trong kỹ thuật hóa học. Thủy ngân dùng trong các điện cực của một số dạng thiết bị điện tử, pin.
• Điểm 3 chuyển trạng thái của thủy ngân ở -38,8344 °C được lấy làm điểm cố định cho nhiệt độ tiêu chuẩn cho thang đo nhiệt độ quốc tế (ITS-90).
• Hơi thủy ngân được sử dụng trong đèn hơi thủy ngân và một số đèn huỳnh quang.
• Thiomersal có tác dụng khử trùng trong vacxin và mực xăm.
• Thủy ngân làm chất xúc tác, là thành phần của một số thuốc diệt cỏ (đã bị cấm vào năm 1995), thuốc trừ sâu, hỗn hống nha khoa, pha chế thuốc,... Đôi khi thủy ngân chloride vẫn được sử dụng trong y học để làm chất tẩy trùng. .
• Thủy ngân được sử dụng để tinh chế vàng và bạc trong các quặng khoáng sản.

6. Thủy ngân nguy hiểm như thế nào?

Theo tổ chức y tế thế giới WHO đánh giá thủy ngân là 1 trong 10 loại hóa chất độc nhất. Thủy ngân đi vào môi trường theo nhiều nguồn phơi nhiễm khác nhau như từ sự phun trào núi lửa hay là các chất thải từ các ngành công nghiệp trên thế giới hay từ các tai nạn nghề nghiệp ở xưởng sản xuất, vỡ nhiệt kế thủy ngân, vỡ bóng đèn thủy ngân…

Ở dạng lỏng thủy ngân ít độc hơn nhưng khi ở dạng hơi hay trong các hợp chất muối thì độc tính của nó tăng gấp nhiều lần và gây tổn hại đến sức khỏe con người nếu không may chúng ta hít phải hơi, nuốt nhầm hay tiếp xúc qua da.

• Chúng ta có thể bị nhiễm độc cấp tính hoặc mãn tính đối với thủy ngân với các triệu chứng khác nhau. Triệu chứng cấp tính thường là: Yếu cơ, tê bì chân tay, mệt mỏi, rối loạn cảm giác nổi mẩn, rối loạn ngôn ngữ… Nếu phơi nhiễm trong thời gian dài còn có biểu hiện viêm miệng, chân tay run rẩy, nôn ói, ho, suy giảm nhận thức, rối loạn giấc ngủ, rối loạn thần kinh, tim đập nhanh…. và thậm chí tử vong.
• Khi nuốt phải thủy ngân vô cơ nhất là trong pin sẽ gây đau bụng, buồn nôn, nôn ra máu, bỏng niêm mạc miệng; có thể gây hoạt tử thận, suy thận, rối loạn điện giải và tử vong. Khi tiếp xúc với hơi thủy ngân sẽ dẫn đến các triệu chứng mê sảng, ảo giác, thần kinh không ổn định…
• Phụ nữ mang thai ăn phải thực phẩm chứa thủy ngân dễ dẫn đến sảy thai, gây dị tật thai nhi, thai phát triển chậm, biến dạng chi.
• Trẻ em bị nhiễm độc thủy ngân sẽ ảnh hưởng đến tình trạng chán ăn, mất ngủ, suy giảm trí tuệ nhận thức, tâm trạng buồn bã, yếu cơ, nhạy cảm ánh sáng…
• Một số bệnh do thủy ngân gây ra như: Hội chứng Hunter-Russell làm rối loạn di truyền, gây suy giảm trí thông minh ở trẻ; bệnh da hồng acrodynia, bệnh Minamata (nhiễm độc thần kinh do thủy ngân)...

Thủy ngân là một kim loại được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực đời sống và sản xuất. Tuy nhiên đây lại 1 loại hóa chất gây độc nghiêm trọng đối với con người. Chính vì vậy trong quá trình khai thác và sử dụng cần có những biện pháp đảm bảo an toàn cho người lao động. Đồng thời các xí nghiệp, nhà máy sản xuất cần có những giải pháp xử lý các chất thải chứa thủy ngân, không để chúng gây ô nhiễm môi trường và gây hại cho sức khỏe con người.