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Quecksilber
Quecksilber ist nicht gerade die wichtigste Chemikalie im schulischen Chemieunterricht. Chemische Reaktionen verbieten sich aufgrund der hohen Giftigkeit der Quecksilberverbindungen und die Entsorgung ist aufwändig, weil Quecksilber immer gesondert von allen anderen Abfällen gesammelt werden muss. Die rechtlichen Vorgaben gemäß RiSU für eine Verwendung an der Schule sind:
- Es hat eine besondere Ersatzstoffprüfung zu erfolgen, deren Ergebnis dokumentiert werden muss.
- Tätigkeitsverbot für Schwangere und Stillende
- Tätigkeitsverbot für Schülerinnen und Schüler
- Verwendungsverbot für Manometer oder Thermometer mit einer Quecksilberfüllung
Als Demonstrationsobjekt hat Quecksilber dennoch seinen Reiz:
- Es ist das einzige metallische Element, welches bei Normalbedingungen flüssig ist. (Das einzige nichtmetallische Element ist Brom.)
- Es hat ein beeindruckendes Gewicht (Besser: Spezifische Masse)
- Es hat im Gegensatz zu seinen Verbindungen eine sehr selektive Giftwirkung: Es ist ein reines Atemgift. Sie können z.B. die Hand in Quecksilber tauchen, ohne negative Folgen befürchten zu müssen. Sie müssen nur hinterher für die restlose Entfernung des Quecksilbers von der Haut sorgen, um es nicht zu verschleppen. Quecksilber ist im Mittelalter mit einigem Erfolg in großen Mengen oral zur Therapie eines Darmverschlusses verabreicht worden. Das ist keine Aufforderung, das heute auch mal auszuprobieren, zeigt aber, dass Quecksilber auch oral verabreicht wenig toxisch ist. Und wer versucht, sich durch intravenöse Injektion von Quecksilber umzubringen, scheitert kläglich, obwohl sich das Quecksilber in den Gefäßen ablagert und dort für den Rest des Lebens verbleibt.
- Es bleibt das Problem, das Quecksilber ein Atemgift ist. Allerdings verdunstet Quecksilber bei Raumtemperatur nur in verschwindend geringer Menge. Erst dann, wenn man das Quecksilber erhitzt, werden die Dämpfe akut toxisch.
Die Giftigkeit des Quecksilbers wird oft in hysterisch-übersteigerter Form wahrgenommen, weshalb Quecksilber ein lohnendes Beispiel dafür ist zu lernen, wie man aus den zusammengetragenen Daten (=Gefährdungsermittlung) zu einer sachgerechten Gefährdungsbeurteilung kommt:
Gefahrenpotential
Quecksilber ist wie folgt zu kennzeichnen:
- H360D: Kann das Kind im Mutterleib schädigen.
- Das Krankheitsbild heißt Minamatakrankheit". Bei der in den 1950er Jahren erstmals beobachteten Krankheit waren allerdings leicht resorbierbare Quecksilberverbindungen der Auslöser.
- H330: Lebensgefahr bei Einatmen.
- Diese Warnung scheint die schlimmste zu sein, denn sie signalisiert, dass man sofort tot ist, wenn man Quecksilber einatmet. Dennoch kann man Quecksilber z.B. in eine Petrischale
gießen und sich die Quecksilberpfütze unbehelligt angucken. Wie kann das sein??
Gemäß der GHS-Einstufung wird die inhalatve Giftwirkung einer Substanz bestimmt, indem man die Atemluftkonzentration ermittelt, die nach vierstündiger Exposition 50 % einer Kohorte von Versuchstieren tötet ("LC50-Wert"). Aus der GHS-Einstufung von Quecksilber ("Acute Tox Inh 2") folgt, dass bei Quecksilber die hierfür erforderliche Atemluftkonzentration 100 - 500 ppmV beträgt.
Der Haken: Quecksilber ist extrem schwer flüchtig: Die Sättigungskonzentration in der Luft beträgt bei Raumtemperatur gerade einmal 1,7 ppmV. Und es braucht seine Zeit, bis die umgebende Luft überhaupt mit dem Quecksilberdampf gesättigt ist. Quecksilberdampf ist überdies 8 mal schwerer als Luft und sinkt deshalb nach unten ab. Es ist nicht weiter verwunderlich, dass auf der ganzen Welt bisher erst etwa 10 durch Quecksilberdämpfe bedingte Todesfälle aufgetreten sind, wobei die Opfer einer forcierten Exposition ausgesetzt waren. (Arbeiten in Quecksilbertanks, erhitztes Quecksilber) - H372: Schädigt die Organe bei längerer oder wiederholter Exposition.
- Quecksilber ist ein Nervengift mit einer langen biologischen Halbwertzeit. Einmal im Körper aufgenommen wird es nur sehr langsam wieder ausgeschieden. Die Dauerbelastung mit Quecksilberdampf - auch wenn es nur niedrige Atemluftkonzentrationen sind - ist also das, was wirklich gefährlich ist. Verschüttetes Quecksilber muss also vollständig entfernt werden! Die wichtigste Sicherheitsmaßnahme beim Hantieren mit Quecksilber ist die Doppelwandigkeit: Steht die Flasche auf der Arbeitsfläche und wird damit hantiert, gehört eine ausreichend große Auffangwanne darunter. Auch bei der Aufbewahrung sollte die Flasche in einem bruchsicheren Übergefäß (Plastikgefäß) stehen.
- H410: Sehr giftig für Wasserorganismen mit langfristiger Wirkung.
- Wie viele andere Schwermetalle auch schädigt Quecksilber die Umwelt. Dabei können auch Quecksilberverbindungen entstehen, die eine ähnliche Giftwirkung wie elementares Quecksilber entfalten, jedoch in aller Regel viel leichter von lebenden Organismen resorbiert werden können. Quecksilber und seine Verbindungen können nicht biologisch abgebaut werden. Sie bleiben in der Umwelt ein Problem. Immer!
Detailliertere Informationen zum Gefährungspotential können Sie im GESTIS-Datenblatt recherchieren.
Elementares Quecksilber in der Schule
Es steht dem nichts im Weg, eine kleine Menge Quecksilber - gern auch in einem gekapselten Gefäß, z.B. einem ausgedienten Quecksilberschalter - in der Chemikaliensammlung als Demonstrationsobjekt zu bevorraten. Dabei sind folgende Maßnahmen einzuhalten:
- Das Gefäß mit dem Quecksilber wird zur Aufbewahrung in ein zweites Sicherheitsgefäß eingestellt, z.B. in einen Plastiktopf.
- Auch bei der Verwendung wird stets die Doppelwandigkeit gewährleistet, z.B. durch eine untergestellte Petrischale oder eine Kristallisierschale. Dringlich anzuraten ist darüber hinaus, das Schauobjekt auf einem Experimentiertisch mit umlaufender Aufkantung zur Ansicht bereitzustellen.
- Das Quecksilber darf nicht erwärmt werden, weil dann gefährliche Atemluftkonzentrationen nicht mehr ausgeschlossen werden können.
- Verschüttetes Quecksilber muss restlos entfernt werden. Eine entsprechende Ausstattung ist vorzuhalten.
Quecksilber kann grob gereinigt werden, indem man es durch einen Faltenfilter filtriert, der zuvor mit einer Nadel angestochen wurde. Der Filter ist danach als quecksilberhaltiger Abfall zu entsorgen.