Rtuť (chemická značka Hg, hydrargyrum), přezdívaná živé stříbro, je těžký, toxický kovový prvek. Slouží jako součást slitin (amalgámů) a jako náplň různých přístrojů (teploměry, barometry). Je jediným kovovým prvkem, který je za normálních podmínek kapalný. Rtuť je jedovatá, nebezpečné jsou z tohoto důvodu její páry, je neurotoxická. Některé sloučeniny rtuti se řadí mezi velice toxické látky.
Základní fyzikálně-chemické vlastnosti náhled|vlevo|Librová mince (hustota ~7,6 g/cm³) plave na rtuti díky kombinaci vztlakové síly a povrchového napětí. Rtuť je kapalný kovový prvek stříbřitě bílé barvy. Je nápadně těžká a dobře vede elektrický proud. Je supravodičem 1. typu, a to za teplot pod 4,154 K (Hg – α) a 3,949 K (Hg – β). Patří mezi přechodné kovy, které mají valenční elektrony v d-sféře. Ve sloučeninách se vyskytuje v mocenství Hg+ (kovalentní vazba rtuť–rtuť) a Hg2+, přičemž vlastnosti sloučenin rtuťných se podobají sloučeninám stříbrným, zatímco rtuťnaté soli připomínají spíše sloučeniny měďnaté.
Rtuť je méně reaktivní než zinek a kadmium, dobře se rozpouští v kyselině dusičné za vývoje oxidů dusíku. Na vzduchu je rtuť neomezeně stálá, velmi ochotně však reaguje s elementární sírou a halogeny.
S některými kovy tvoří rtuť kapalné i pevné slitiny – amalgámy. Zvláště snadno vzniká amalgám zlata a rtuť proto vzbuzovala již odedávna zájem alchymistů, kteří věřili, že s její pomocí vytvoří zlato i z jiných prvků pomocí tzv. transmutace.
Výskyt a výroba vlevo|náhled|Ruda rtuti – rumělka neboli cinabarit, HgS V zemské kůře je rtuť velmi vzácná. Průměrný obsah činí kolem 0,1–0,3 mg/kg. I v mořské vodě je její koncentrace téměř na hranici měřitelnosti – 0,03 mikrogramu v jednom litru. Předpokládá se, že ve vesmíru připadá na jeden atom rtuti přibližně 120 miliard atomů vodíku.
V přírodě se rtuť vyskytuje poměrně vzácně i jako elementární prvek. Hlavním minerálem a zdrojem pro výrobu je však sulfid rtuťnatý, HgS, česky rumělka neboli cinabarit. Největší světová ložiska tohoto nerostu se nacházejí ve Španělsku, Slovinsku, Itálii, USA a Rusku.
Výroba rtuti z rumělky spočívá v jejím pražení za přístupu vzduchu podle rovnice: HgS + O2 → Hg + SO2
Další možností získání elementární rtuti ze sulfidických rud je její redukce kovovým železem nebo pražení rudy s přídavky oxidu vápenatého, kde probíhá následující reakce:
4 HgS + 4 CaO → 4 Hg + 3 CaS + CaSO4
Vzniklé rtuťové páry jsou ochlazovány, dochází k jejich kondenzaci a produktem je poměrně velmi čistá kovová rtuť. Proces destilace rtuti je i spolehlivým způsobem jejího čištění a rafinace.
Průmyslové využití rtuti přináší vážné ekologické, zdravotní a společenské problémy. Evropská unie proto přijala strategii eliminace rtuti (které předcházela roku 2002 zpráva Evropské komise), která má zahrnovat snížení emisí rtuti do prostředí, řešení problému dlouhodobých přebytků rtuti, ochranu lidí a podporu mezinárodních akcí týkajících se rtuti. Připravovaná strategie se měla bezprostředně dotýkat také sektoru nakládání s odpady.Miroslav Šuta: Evropská strategie eliminace rtuti , Odpady, 14.7.2005 Z celosvětového hlediska se roku 2009 začala připravovat a roku 2013 podepsala Minamatská úmluva o rtuti (ČR ji ratifikovalo roku 2017).
Roku 2022 byla Čína hlavní producent rtuti dodávající 91 % (2000 z 2200 tun), následována Tádžikistánem (120 tun), Mexikem (40 tun), Peru (30 tun) a Norskem (20 tun).Sheaffer, Kristin N. (2023) Mercury. USGS V 19. století měla Čína podíl 20 %.
Využití vpravo|300px|náhled|Dentální amalgám v praxi Nejvýznamnější uplatnění v praxi má rtuť ve formě svých slitin s jinými kovy – amalgámy. Ochotně je vytváří s Au, Ag, Cu, Zn, Cd, Na, naopak s železnými kovy jako jsou Fe, Ni a Co nevznikají vůbec.
Dentální amalgámy V běžném životě se nejčastěji vyskytují amalgámy dentální, používané v zubním lékařství jako velmi odolná výplň zubu po odstranění zubního kazu. Již přes 100 let se používají amalgámy, které vzniknou smísením rtuti se slitinou stříbra, mědi a cínu. Poměr posledních tří prvků se liší podle jednotlivých výrobců a obchodních značek, ale obvykle je výsledný amalgám tvořen přibližně stejným váhovým množstvím rtuti jako sumy zbývajících kovových prvků.
Dentální amalgám musí splňovat řadu přísných kritérií: Rychlost tuhnutí musí být taková, aby lékař měl dostatek času plombu do zubu správně zasadit a mechanicky upravit, současně by však již po hodině až dvou měla být natolik tvrdá, že ji pacient může používat (kousat na ošetřený zub). Celkově amalgám tvrdne po dobu přibližně 24 hodin. Během tvrdnutí nesmí docházet k velkým rozměrovým změnám amalgámu – při expanzi by hrozilo roztržení zubu, při zmenšení objemu by plomba vypadávala. Amalgám musí být co nejvíce chemicky odolný vůči prostředí v lidských ústech, aby nedocházelo k uvolňování rtuti a zbylých kovů do organismu.
Přestože se používá amalgám v dentální medicíně stále méně a je nahrazován různými plastickými polymery, jsou jeho mechanické vlastnosti stále nejlepší ze všech zubních výplní. Proto jej většina zubních lékařů používá především k výplním stoliček, kde nevadí jeho estetická nevzhlednost (tmavá barva), ale plně se uplatní jeho tvrdost a dlouhodobá mechanická odolnost.
Další amalgámy Další amalgám se prakticky sporadicky využívá při amalgamaci zlata při jeho těžbě z rud o vysoké kovnatosti. Jemně rozdrcená hornina se kontaktuje s kovovou rtutí a zlato prakticky kompletně přejde do kapalného amalgámu. Po oddělení od horniny se rtuť oddestiluje a vrací zpět do procesu, získané zlato se pak dále rafinuje. Velkým problémem tohoto způsobu těžby je fakt, že kompletní oddělení rtuti od zbytkové hlušiny je prakticky nemožné a dochází tak ke kontaminaci životního prostředí vysoce toxickou rtutí.
Sodíkový amalgám vznikající při elektrolýze chloridu sodného s použitím rtuťové katody se dále používá k výrobě hydroxidu sodného reakcí s vodou. Podstatná část ekologické havárie při záplavách v roce 2002 ve Spolaně Neratovice byla způsobená zatopením provozu elektrolýzy a následnou kontaminací labské vody rtutí.
Fyzikální přístroje náhled|Polohový rtuťový spínač náhled|Různé typy zářivek Elementární rtuť se používá jako náplň různých jednoduchých fyzikálních přístrojů – teploměrů a tlakoměrů na měření atmosférického tlaku. Má nezastupitelnou úlohu v polarografii v roli elektrody.
Ještě v nedávné době bylo zvykem udávat atmosférický tlak v mm rtuťového sloupce, přičemž normální tlak měl hodnotu 760 mm Hg.
Dobré elektrické vodivosti a tekutosti rtuti i za pokojových teplot se občas využívá ke konstrukci polohových spínačů elektrického proudu (v žargonu prasátek), kdy rtuť zalitím propojí kontakty.
Evropská unie výrobu rtuťových teploměrů zakázala.Evropská směrnice 2007/51/ES zakazující mimo jiné použití rtuti v lékařských přístrojích Ve Spojených státech amerických se od roku 2011 přestávají kalibrovat. End of an era: NIST to cease calibrating mercury thermometers
Výbojky a zářivky Elektrický výboj v prostředí rtuťových par s nízkým tlakem spolu s různými inertními plyny vyvolává silné světelné vyzařování v ultrafialové oblasti spektra. To se v luminoforu naneseném na vnitřním povrchu mění ve viditelné záření. Slouží tak při výrobě osvětlovacích těles s vyšší světelnou účinností, než klasické žárovky s wolframovým vláknem. Zářivkové trubice tak obsahují malé množství rtuti a je třeba dbát zvýšené opatrnosti při jejich likvidaci.
Polarografie Elektrochemická analytická technika – polarografie je založena na měření intenzity elektrického proudu mezi rtuťovou kapkovou a referenční elektrodou v závislosti na elektrickém potenciálu, vloženém na tyto elektrody. Při měření se obě elektrody ponoří do analyzovaného roztoku a zaznamenává se intenzita proudu procházejícího mezi elektrodami při plynulé změně potenciálu. Analyzované ionty obsažené v roztoku se postupně redukují podle svého redoxního potenciálu a intenzita dosaženého proudu (limitní difuzní proud) je mírou koncentrace měřené látky.
Za objev a rozvoj využití polarografické metody v analytické chemii získal akademik Jaroslav Heyrovský v roce 1959 Nobelovu cenu za chemii.
V současné době existuje v analytické elektrochemii celá řada technik, které využívají polarografického principu, nahrazují však rtuťovou kapkovou elektrodu jinými typy elektrod (rotující disková elektroda) nebo modifikují různým způsobem elektrický potenciál vložený na měrné elektrody (diferenční pulsní voltametrie).
Vakcíny Historicky vakcíny obsahovaly stopové množství rtuti ve sloučenině zvané thiomersal. Její přítomnost zabraňovala jednak množení bakterií, ale hlavně likvidovala případné aktivní zbytky virů (účinně likvidovala hepatitidu typu B, meningitidu, tetanus, viry dětské obrny a mnoho dalších). Jelikož některé studie ukazovaly na možnou toxicitu této látky, bylo na začátku 90. let její použití zakázáno ve Spojených státech amerických, zemích Evropské unie a v dalších zemích.
Historie používání této látky vedla v posledních letech ke vzniku velké paniky okolo očkování. Vzniklo mnoho knih na toto téma, autoři často citují některé studie, které tvrdí, že podávání těchto látek vede k vývoji autismu.Vakcinace a autismus , Zdravotnické noviny, 32/2005 Autoři však mnohdy vůbec neuvádějí fakt, že přidávání této látky do vakcín je v současné době již zakázáno.
Výroba chlóru Velkého množství kovové rtuti se dříve používalo v chemickém průmyslu v zařízeních pro elektrolytickou výrobu chloru. Tato zařízení jsou energeticky náročná a jsou také významným zdrojem znečištění životního prostředí rtutí, a proto jsou postupně nahrazována modernější membránovou technologií. Poslední zařízení tohoto typu v Česku provozované ve Spolaně Neratovice bylo odstaveno koncem roku 2017.
Sloučeniny Prakticky se lze setkat s dvěma řadami sloučenin rtuti: Hg a Hg2+. Oba typy jsou prakticky stejně stálé, vyznačují se však podstatně odlišnými chemickými a fyzikálními vlastnostmi.
Sloučeniny rtuťné Svým chemickým chováním připomínají stříbrné soli. V těchto sloučeninách rtuť dvojvazná (–Hg–Hg–).
Typický je příklad nejdůležitější rtuťné sloučeniny – chloridu rtuťného, kalomelu Hg2Cl2. Je to bílá krystalická látka velmi málo rozpustná ve vodě stejně jako AgCl. Je sice toxický jako všechny soli rtuti, ale vzhledem k nízké rozpustnosti se jen velmi obtížně může dostat z trávicího traktu do krevního řečiště. V dřívějších dobách byl dokonce medicínsky využíván jako projímadlo.
Značný význam má však kalomel v analytické chemii. V elektrochemii je prakticky nejvíce používanou referenční elektrodou kalomelová elektroda, jejíž potenciál je prakticky neměnný a je dán pouze velmi nízkou, ale stálou, koncentrací iontů Hg uvolněných z kalomelu v roztoku chloridu draselného (KCl).
Na přípravu roztoku rtuťné soli se používá dusičnan rtuťný (Hg2(NO3)2), přičemž na dno roztoku se dává kapka kovové rtuti, aby nedocházelo k nežádoucím redoxním dějům.
Další uplatnění nalézá kalomel v gravimetrické analýze platinových kovů, kde působí jako selektivní redukční činidlo. Podle podmínek reakce (teplota roztoku, kyselost) redukuje přídavek kalomelu různé skupiny drahých kovů jako platina, rhodium a iridium.
Sloučeniny rtuťnaté náhled|vpravo|250px|Památník obětem v japonské Minamatě Svým chemickým chováním připomínají měďnaté soli.
Poměrně významný je chlorid rtuťnatý (HgCl2, sublimát). Tato sloučenina je ve vodě velmi dobře rozpustná a současně mimořádně toxická. Spíše pro zajímavost lze uvést, že HgCl2 v roztoku prakticky vůbec nedisociuje jako běžné iontové soli, ale v roztoku se nacházejí pouze solvatované molekuly HgCl2.
Sublimát byl dříve používán jako součást jedů na hlodavce a k moření obilí, kdy byla ta část obilí, která byla určena pro setí na příští rok, napuštěna roztokem sublimátu a tak chráněna před hlodavci. Občas však docházelo k tragickým omylům, kdy se takto ošetřené obilí dostalo do mlýna a pak sloužilo ke konzumaci v pečivu.