Mercure (chimie) - Définition

Propriétés physiques et chimiques

Sous les conditions normales de température et de pression, c'est le seul métal à l'état liquide (le seul autre élément à l'état liquide dans des conditions atmosphériques de pression et de température est le brome, un halogène). Notons également qu'il s'agit du seul métal dont la température d'ébullition est inférieure à 650 °C. Le point triple du mercure, à -38,8344 °C, est un point fixe de l'échelle internationale des températures (ITS-90).

Les vapeurs de mercure sont nocives. Le mercure est le seul élément en dehors des gaz rares à exister sous forme de vapeur monoatomique Hg⁰. Une bonne approximation de la pression de vapeur saturante p* du mercure est donnée en kilopascals par les formules suivantes :

• log p* = 7,149 - 3212,5/T entre 273 et 423 K
• log p* = 7,003 - 0,000197(T-273) - 3141.33/T entre 423 et 673 K

Le mercure forme facilement des alliages avec presque tous les métaux communs à l'exception du fer, du nickel et du cobalt. L'alliage est également difficile avec le cuivre, le platine et l'antimoine. Ces alliages sont communément appelés amalgames. Cette propriété du mercure a de nombreux usages.

Oxydation du mercure

Le mercure existe à divers degrés d'oxydation : 0 (mercure métallique), I (ion mercureux Hg²⁺, HgSO), II (ion mercurique Hg²⁺, HgO, HgSO, HgI⁺, HgI, HgI^-, HgI^2-).

Le mercure métallique n'est pas oxydé à l'air sec. Cependant, en présence d'humidité, le mercure subit une oxydation. Les oxydes formés sont HgO à température ambiante, HgO entre 573 K (300 °C) et 749 K (476 °C). L'acide chlorhydrique (HCl) et l'acide sulfurique (HSO) dilué n'attaquent pas le mercure élémentaire. En revanche, l'action de l'acide nitrique (HNO) sur le mercure Hg produit HgNO. L'eau régale attaque également le mercure : du mercure corrosif HgCl est alors produit.

Mercure et sulfures

Le mercure tend à former des liaisons covalentes avec les composés soufrés. D'ailleurs, les thiols (composés comportant un groupe -SH lié à un atome de carbone C) étaient autrefois nommés mercaptans du latin « mercurius captans ». Cette affinité entre le mercure et les sulfures peut s'expliquer dans le cadre de la principe HSAB car le méthylmercure par exemple est un acide très mou de même que les composés soufrés sont des bases très « molles ».

Stockage

Le mercure dit vierge (pur à 99,9%) réagit avec de nombreux métaux en les dissolvant, voir en produisant une flamme ou en dégageant une forte chaleur (s'il s'agit de métaux alcalins).
Certains métaux résistent mieux à la dissolution et à l'amalgamation, ce sont le vanadium, le fer, le niobium, le molybdène, le tantale et le tungstène. Le mercure peut aussi attaquer les plastiques en formant des composés organomercuriels. En outre il est très lourd.

Il doit donc être manipulé avec soin, et stocké avec certaines précautions ; généralement dans de solides contenants spéciaux (dit flasques ou flacons) de fer ou acier. Les petites quantités sont parfois stockées dans des flacons spéciaux de verre, protégé par une coque de plastique ou métal.
Le mercure très pur (dit mercure électronique ; pur à 99,99999 %) doit obligatoirement être conditionné en ampoules scellées de verre blanc neutre dit "de chimie".

Production

Aujourd'hui, une grande partie du mercure utilisé légalement (ou illégalement pour l'orpaillage illégal) provient de la récupération de mercure interdit pour certains usages, ou d'une production secondaire (condensats de grillages de minerais complexes dont ceux du zinc (blende ou sphalérite). En Europe, Avilés (Asturies, en Espagne, est une des grandes zones productrices, avec une production annuelle de plusieurs centaines de flacons par an (l'industrie du mercure nomme flacon un container d'acier contenant 34,5 kg de mercure).