硫酸水銀(I)
硫酸水銀(I)（英語:Mercury(I) sulfate）は組成式Hg2SO4で表される化合物である。イギリスではmercurous sulphate、アメリカではmercurous sulfateと呼ばれている[2]。硫酸水銀(I)は白-薄い黄色あるいはベージュ色の、粉状の金属化合物である[3]。また硫酸の二つの水素原子をどちらも水銀(I)イオンで置換した化合物である。毒性が強く、吸入したり、消化吸収したり、肌から吸収したりすると死に至る恐れがある。
| 硫酸水銀(I) | |
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硫酸水銀(I) | |
| 識別情報 | |
| CAS登録番号 | 7783-36-0 
|
| PubChem | 24545 |
| EC番号 | 231-993-0 |
| 特性 | |
| 化学式 | Hg2SO4 |
| モル質量 | 497.24 g/mol |
| 外観 | 白-黄色の結晶 |
| 密度 | 7.56 g/cm3 |
| 水への溶解度 | 0.051 g/100 mL (25 °C) 0.09 g/100 mL (100 °C) |
| 溶解度 | 硝酸には可溶だが水には不溶、熱硫酸に可溶 |
| 磁化率 | −123.0·10−6 cm3/mol |
| 構造 | |
| 配位構造 | 単斜晶系 |
| 熱化学 | |
| 標準生成熱 ΔfH |
-743.1 kJ·mol−1 |
| 標準モルエントロピー S |
200.7 J·mol−1·K−1 |
| 標準定圧モル比熱, Cp |
132 J·mol−1·K−1[1] |
| 関連する物質 | |
| その他の陰イオン | フッ化水銀(I) 塩化水銀(I) 臭化水銀(I) ヨウ化水銀(I) |
| その他の陽イオン | 硫酸水銀(II) 硫酸カドミウム 硫酸タリウム |
| 特記なき場合、データは常温 (25 °C)・常圧 (100 kPa) におけるものである。 | |
構造
編集硫酸水銀(I)の結晶は亜鈴型のHg22+とSO42−という2つのイオンからなる。Hg22+は4つの酸素原子に囲まれており、水銀原子と酸素原子の距離は2.23Åから2.93 Åである。一方水銀原子同士の距離はおよそ2.500Åである[4] 研究によって硫酸水銀(I)では水銀付言しが二重に重なり、結合長が2.500Åになるように配置されることがわかっている。重なった水銀原子と単位格子の軸は平行になっている。そうして結晶格子がSO4 - Hg - Hg - SO4 - Hg - Hg - … とつながっていく。Hg - Hg - Oの結合角は165°±1°である。この鎖と単位格子は斜めに交わっている。硫酸水銀の構造はHg原子とO原子の弱い相互作用によって成り立っている。SO4は単一の陰イオンではなく、水銀の配位子として機能している[5]。
調製
編集硫酸水銀(I)の作り方の一つに、硝酸水銀(I)1当量に硫酸6当量を混ぜる方法がある[6]
また、過剰の金属水銀を濃硫酸と反応させても得られる:
電池での利用
編集硫酸水銀(I)は化学電池によく用いられる[7][8][9]1872年にジョサイア・ラティマー・クラークが硫酸水銀(I)を使った化学電池を開発した[10]。それからジョージ・オーガスタス・ハレット（George Augustus Hulett）によって1911年に製作されたウェストン電池でも使われるようになった[10]。これは硫酸銀などと一緒にすることで100 °C以上の高温でよい電極として機能することがわかったためである[11]が、高温では分解する。分解は吸熱反応で、335°Cから500°Cの間で起こる。また、硫酸水銀は標準電池を作りやすい。比較的溶解度が小さいため陽極からの拡散が進みにくく、水銀の標準電極電位が十分高いことが理由である[12]
脚注
編集- ^ Lide, David R. (1998), Handbook of Chemistry and Physics (87 ed.), Boca Raton, FL: CRCプレス, pp. 5–19, ISBN 0-8493-0594-2
- ^ Intermediate Inorganic ChemistryJ. W. Mellor著、 ロングマン・グリーン・アンド・カンパニー出版、ロンドン、1941年、p.388
- ^ http://www.chemicalbook.com/ChemicalProductProperty_EN_CB0259783.htm
- ^ Preparation and Characterization of Dimercury(I)Monofluorophosphate(V), Hg2PO3F: Crystal Structure, Thermal Behavior, Vibrational Spectra, and Solid-State 31P and 19F NMR Spectra by Matthias Weil, Michael Puchberger, and Enrique J. Baran, published by Inorg. Chem. 2004, 43. pages 8330-8335
- ^ Dorm, E. 1969. Structural studies on mercury(I) compounds. VI. Crystal structure of mercury(I) sulfate and selenate. Acta Chemica Scandinavica (1947-1973) 23:1607–15.
- ^ Mercurous Sulphate, cadmium sulphate, and the cadmium cell. by Hulett G. A. The physical review.1907. p.19.
- ^ Influence of Microstucture on the Charge Storage Properties of Chemically Synthesized Manganese Dioxide by Mathieu Toupin, Thiery Brousse, and Daniel Belanger. Chem. Mater. 2002, 14, 3945-3952
- ^ Electromotive Force Studies of Cell, CdxHgy | CdSO4,(m) I Hg2SO4, Hg, in Dioxane-Water Media by Somesh Chakrabarti and Sukumar Aditya. Journal of Chemical and Engineering Data, Vol.17, No. 1, 1972
- ^ Characterization of Lithium Sulfate as an Unsymmetrical-Valence Salt Bridge for the Minimization of Liquid Junction Potentials in Aqueous - Organic Solvent Mixtures by Cristiana L. faverio, Patrizia R. Mussini, and Torquato Mussini. Anal. Chem. 1998, 70, 2589-2595
- ^ a b GEORGE AUGUSTUS HULETT: FROM LIQUID CRYSTALS TO STANDARD CELL by John T. Stock. Bull. Hist. Chem. VOLUME 25, Number 2, 2000, p.91-98
- ^ The Behavior of the Silver—Silver Sulfate and the Mercury—Mercurous Sulfate Electrodes at High Temperatures by M. H. Lietzke and R. W. Stoughton. 米国化学会誌., 1953, 75 (21), pp 5226–5227 DOI: 10.1021/ja01117a024
- ^ Sulphates of Mercury and Standard Cells. by Elliott, R. B. and Hulett, G. A. The Journal of Physical Chemistry 36.7 (1932): 2083-2086.