- Structuur van het molecuul
- Elektronische configuratie
- Nomenclatuur
- Eigendommen
- Molecuulgewicht
- Chemische eigenschappen
- Het verkrijgen van
- Zuiver kwikhydroxide
- Coprecipitatie met ijzer (III) hydroxide
- Toepassingen
- Recent onderzoek
- Risico's
- Referenties
Het hydroxidekwik is een anorganische verbinding waarin het metaalkwik (Hg) een oxidatiegetal heeft van 2+. De chemische formule is Hg (OH) 2 . Deze soort is echter onder normale omstandigheden nog niet in vaste vorm verkregen.
Kwikhydroxide of kwikhydroxide is een kortstondig tijdelijk tussenproduct bij de vorming van kwikoxide HgO in een alkalische oplossing. Uit studies die zijn uitgevoerd met kwikoxide-HgO-oplossingen, is afgeleid dat Hg (OH) 2 een zwakke base is. Andere soorten die ermee gepaard gaan zijn HgOH + en Hg 2+ .
Chemische formule van kwik (II) hydroxide. Auteur: Marilú Stea.
Ondanks dat het niet in staat was te worden neergeslagen in een waterige oplossing, is Hg (OH) 2 verkregen door fotochemische reactie van kwik met waterstof en zuurstof bij zeer lage temperaturen. Het is ook verkregen in de vorm van coprecipitaat samen met Fe (OH) 3 , waar de aanwezigheid van halogenide-ionen de pH beïnvloedt waarbij coprecipitatie plaatsvindt.
Omdat het op laboratoriumniveau niet gemakkelijk zuiver te verkrijgen is, was het niet mogelijk om enig nut voor deze verbinding te vinden, noch om de risico's van het gebruik ervan te bepalen. Er kan echter worden afgeleid dat het dezelfde risico's met zich meebrengt als de andere kwikverbindingen.
Structuur van het molecuul
De structuur van kwik (II) Hg (OH) 2- hydroxide is gebaseerd op een lineair centraal gedeelte gevormd door het kwikatoom met de twee zuurstofatomen aan de zijkanten.
Aan deze centrale structuur zijn waterstofatomen bevestigd, elk naast elke zuurstof, die vrij rond elke zuurstof roteren. Het kan op een eenvoudige manier als volgt worden weergegeven:
Theoretische structuur van kwik (II) hydroxide. Auteur: Marilú Stea
Elektronische configuratie
De elektronische structuur van metallisch kwik Hg is als volgt:
5 dagen 10 6 seconden 2
waar is de elektronenconfiguratie van het edelgas xenon.
Bij het observeren van genoemde elektronische structuur wordt afgeleid dat de meest stabiele oxidatietoestand van kwik degene is waarin de 2 elektronen van de 6s-laag verloren gaan.
In Hg (OH) 2 kwikhydroxide bevindt het kwikatoom (Hg) zich in zijn 2+ oxidatietoestand. Daarom heeft kwik in Hg (OH) 2 de volgende elektronische configuratie:
5 dagen 10
Nomenclatuur
- Kwik (II) hydroxide
- Kwikhydroxide
- Kwikdihydroxide
Eigendommen
Molecuulgewicht
236,62 g / mol
Chemische eigenschappen
Volgens de geraadpleegde informatie is het mogelijk dat Hg (OH) 2 een tijdelijke verbinding is bij de vorming van HgO in een alkalisch waterig medium.
De toevoeging van hydroxylionen (OH - ) aan een waterige oplossing van kwikionen Hg 2+ leidt tot het neerslaan van een gele vaste stof van kwik (II) oxide HgO, waarvan Hg (OH) 2 een passerende stof is of tijdelijk.
Kwik (II) oxide. Leiem. Bron: Wikipedia Commons.
In waterige oplossing is Hg (OH) 2 een zeer kortstondig tussenproduct, omdat het snel een watermolecuul afgeeft en vast HgO neerslaat.
Hoewel het niet mogelijk was om kwikhydroxide Hg (OH) 2 neer te slaan, is kwikoxide (II) HgO enigszins oplosbaar in water en vormt het een oplossing van soorten die "hydroxiden" worden genoemd.
Deze soorten in water die ‘hydroxiden’ worden genoemd, zijn zwakke basen en hoewel ze zich soms als amfoteer gedragen, is Hg (OH) 2 over het algemeen basischer dan zuur.
Wanneer HgO wordt opgelost in HClO 4, wijzen onderzoeken op de aanwezigheid van kwikion Hg 2+ , een monohydroxymercurisch ion HgOH + en kwikhydroxide Hg (OH) 2 .
De evenwichten die optreden in dergelijke waterige oplossingen zijn als volgt:
Hg 2+ + H 2 O ⇔ HgOH + + H +
HgOH + + H 2 O ⇔ Hg (OH) 2 + H +
In alkalische oplossingen van NaOH wordt de soort Hg (OH) 3 - gevormd .
Het verkrijgen van
Zuiver kwikhydroxide
Kwik (II) hydroxide Hg (OH) 2 kan niet worden verkregen in waterige oplossing, aangezien wanneer alkali wordt toegevoegd aan een oplossing van kwikionen Hg 2+ , het gele kwikoxide HgO neerslaat.
In 2005 slaagden sommige onderzoekers er echter in om in 2005 voor het eerst kwikhydroxide Hg (OH) 2 te verkrijgen met behulp van een kwikbooglamp, uitgaande van het element kwik Hg, waterstof H 2 en zuurstof O 2 .
Kwiklamp. D-Kuru. Bron: Wikipedia Commons.
De reactie is fotochemisch en werd uitgevoerd in aanwezigheid van vast neon, argon of deuterium bij zeer lage temperaturen (rond 5 K = 5 graden Kelvin). Bewijs van de vorming van verbindingen werd verkregen door IR (infrarood) lichtabsorptiespectra.
Het op deze manier bereide Hg (OH) 2 is onder de ervaringsomstandigheden zeer stabiel. Aangenomen wordt dat de fotochemische reactie plaatsvindt via het O-Hg-O-tussenproduct naar het stabiele HO-Hg-OH-molecuul.
Coprecipitatie met ijzer (III) hydroxide
Als kwik (II) sulfaat HgSO 4 en ijzer (III) sulfaat Fe 2 (SO 4 ) 3 worden opgelost in zure waterige oplossing, en de pH begint te stijgen door na enige tijd een oplossing van natriumhydroxide NaOH toe te voegen uit rust wordt een vaste stof gevormd waarvan wordt aangenomen dat het een coprecipitaat is van Hg (OH) 2 en Fe (OH) 3 .
De vorming van Hg (OH) 2 is een cruciale stap gebleken bij deze coprecipitatie met Fe (OH) 3 .
De vorming van Hg (OH) 2 in het Fe (OH) 3- Hg (OH) 2- neerslag hangt sterk af van de aanwezigheid van ionen zoals fluoride, chloride of bromide, van hun specifieke concentratie en van de pH van de oplossing.
In aanwezigheid van fluoride (F - ), bij een pH hoger dan 5, wordt de coprecipitatie van Hg (OH) 2 met Fe (OH) 3 niet beïnvloed. Maar bij een pH van 4 verstoort de vorming van complexen tussen Hg 2+ en F - de co-precipitatie van Hg (OH) 2 .
In het geval van de aanwezigheid van chloride (Cl - ), vindt de coprecipitatie van Hg (OH) 2 plaats bij een pH van 7 of hoger, dat wil zeggen bij voorkeur in een alkalisch milieu.
Wanneer bromide (Br - ) aanwezig is , vindt coprecipitatie van Hg (OH) 2 plaats bij zelfs hogere pH, dat wil zeggen pH boven 8,5, of meer basisch dan met chloride.
Toepassingen
Uit het overzicht van de beschikbare informatiebronnen wordt afgeleid dat kwik (II) Hg (OH) 2- hydroxide , een verbinding die nog niet op commercieel niveau is bereid, geen bekende toepassingen heeft.
Recent onderzoek
Met behulp van computersimulatietechnieken werden in 2013 de structurele en energetische kenmerken van de hydratatie van Hg (OH) 2 in gasvormige toestand bestudeerd .
Coördinatie van metaal-ligand en solvatatie-energieën werden berekend en vergeleken door de mate van hydratatie van Hg (OH) 2 te variëren .
Er werd onder andere gevonden dat de theoretische oxidatietoestand blijkbaar 1+ is in plaats van de veronderstelde 2+ die gewoonlijk wordt toegekend aan Hg (OH) 2 .
Risico's
Hoewel Hg (OH) 2 als zodanig niet in voldoende hoeveelheden is geïsoleerd en daarom niet commercieel is gebruikt, zijn de specifieke risico's ervan niet bepaald, maar er kan worden geconcludeerd dat het dezelfde risico's met zich meebrengt als de rest van de zouten van kwik.
Het kan giftig zijn voor het zenuwstelsel, het spijsverteringssysteem, de huid, de ogen, de luchtwegen en de nieren.
Inademing, inslikken of contact met de huid van kwikverbindingen kan schade veroorzaken variërend van oog- en huidirritatie, slapeloosheid, hoofdpijn, tremoren, schade aan het darmkanaal, geheugenverlies, tot nierfalen, andere symptomen.
Kwik wordt internationaal erkend als een vervuilende stof. De meeste kwikverbindingen die in contact komen met het milieu worden gemethyleerd door bacteriën die in bodems en sedimenten aanwezig zijn, waarbij methylkwik wordt gevormd.
Methylkwikhalogenide. Auteur: geüpload door gebruiker: Rifleman 82. Bron: onbekend. Bron: Wikipedia Commons.
Deze verbinding bioaccumuleert in levende organismen en gaat van de grond naar planten en van daaruit naar dieren. In het watermilieu gaat de overdracht zelfs nog sneller, van zeer kleine naar grote soorten in korte tijd.
Methylkwik heeft een giftige werking voor levende wezens en in het bijzonder voor mensen, die het via de voedselketen binnenkrijgen.
Wanneer het met voedsel wordt ingenomen, is het vooral schadelijk voor jonge kinderen en foetussen bij zwangere vrouwen, aangezien het een neurotoxine is en schade kan toebrengen aan de hersenen en het zenuwstelsel bij de vorming en groei.
Referenties
- Cotton, F. Albert en Wilkinson, Geoffrey. (1980). Geavanceerde anorganische chemie. Vierde druk. John Wiley & Sons.
- Wang, Xuefeng en Andrews, Lester (2005). Infraroodspectrum van Hg (OH) 2 in effen neon en argon. Anorganic Chemistry, 2005, 44, 108-113. Opgehaald van pubs.acs.org.
- Amaro-Estrada, JI, et al. (2013). Waterige oplossing van Hg (OH) 2 : energetische en dynamische dichtheid Functionele theorie Studies van de Hg (OH) 2 - (H 2 O) n (n = 1-24) structuren. J. Phys. Chem. A 2013, 117, 9069-9075. Opgehaald van pubs.acs.org.
- Inoue, Yoshikazu en Munemori, Makoto. (1979). Coprecipitatie van kwik (II) met ijzer (III) hydroxide. Milieuwetenschap en -technologie. Volume 13, nummer 4, april 1979. Hersteld van pubs.acs.org.
- Chang, LW, et al. (2010). Zenuwstelsel en gedragstoxicologie. In uitgebreide toxicologie. Opgehaald van sciencedirect.com.
- Haney, Alan en Lipsey, Richard L. (1973). Accumulatie en effecten van methylkwikhydroxide in een terrestrische voedselketen onder laboratoriumomstandigheden. Environ. Vervuiling. (5) (1973) blz. 305-316. Opgehaald van sciencedirect.com.