Cinnabar, beziehen sich auf die gemeinsame hell scharlachrot bis ziegelrote Form von Quecksilber (II) sulfid, Formel HgS, das ist die häufigste Quelle Erz zum Verfeinern von elementarem Quecksilber, und ist die historische Quelle für die brillante rote oder scharlachrote Pigment genannt zinnober und assoziierte rote Quecksilberpigmente.
Cinnabar tritt im Allgemeinen als ein venenfüllendes Mineral auf, das mit der jüngsten vulkanischen Aktivität und alkalischen heißen Quellen in Verbindung steht. Das Mineral ähnelt Quarz in Symmetrie und in seiner ausstellenden Doppelbrechung; Zinnober hat einen mittleren Brechungsindex von ~ 3,2, eine Härte zwischen 2 und 2,5 und ein spezifisches Gewicht von ~ 8,1. Die Farbe und die Eigenschaften stammen von einer Struktur, die ein rhomboedrisches kristallines Gitter ist, das zu dem hexagonalen Kristallsystem gehört, Kristalle, die manchmal Zwillingsbildung zeigen.
Cinnabar wird seit der Antike im Orient für seine Farbe verwendet, ua als rougeartige Kosmetik, in der Neuen Welt seit der Olmekischen Kultur und in China seit der Yangshao-Kultur, wo es in farbigem Steinzeug verwendet wurde.
Assoziierte moderne Vorsichtsmaßnahmen für die Verwendung und Handhabung von Zinnober bestehen aus der Toxizität der Quecksilberkomponente, die bereits im alten Rom erkannt wurde.
Eigenschaften und Struktur
Eigenschaften
Cinnabar wird im Allgemeinen in einer massiven, körnigen oder erdigen Form gefunden und ist hellrot bis ziegelrot, obwohl es gelegentlich in Kristallen mit einem nichtmetallischen Adamantinglanz vorkommt. Es ähnelt Quarz in seiner Symmetrie. Es zeigt Doppelbrechung und es hat den höchsten Brechungsindex von jedem Mineral. Sein mittlerer Brechungsindex beträgt 3,08 (Natriumlichtwellenlängen) gegenüber den Indizes für Diamant und das nichtmineralische Gallium (III) arsenid (GaAs), die 2,42 bzw. 3,93 betragen. Die Härte von Zinnober ist 2.0-2.5 auf der Mohs-Skala, und sein spezifisches Gewicht 8.1.
Struktur
Strukturell gehört Zinnober zum trigonalen Kristallsystem. Es kommt als dicke tafelige oder schlanke prismatische Kristalle vor oder als körnige bis massive Verkrustungen. Crystal Twinning tritt als einfache Kontaktzwillinge auf.
Zu beachten ist, dass Quecksilber (II) sulfid, HgS, die beschriebene Zinnoberstruktur und eine zusätzliche Struktur annimmt, dh es ist dimorph. Cinnabar ist die stabilere Form und ähnelt der Struktur von HgO: Jedes Hg-Zentrum hat zwei kurze Hg-S-Bindungen (jeweils 2.36 Å) und vier längere Hg ••• S-Kontakte (mit 3.10, 3.10, 3.30, und 3.30 Å Trennungen). Darüber hinaus wird HgS in einem schwarzen Nicht-Zinnoberpolymorph (Metacinnabar) gefunden, das die Zinkblendenstruktur aufweist.
Physikalisch-chemische Eigenschaften
Kriterien für die Identifizierung
Die Farbe der Mineralspur kann auch zur groben Identifizierung von Pigmenten verwendet werden. Es handelt sich dabei um eine Spur des Minerals durch Reibung auf einer harten Porzellantablette und die Beobachtung seiner Farbe. Viele Mineralien haben eine farblose Spur, einige haben charakteristische Farbspuren. Hier ein Beispiel: Die rosa bis rotbraunen Spuren können auf Zinnober, Cuprit oder Hämatit hinweisen.
Quecksilber in kleinen Mengen kann durch Spektrometrie oder durch Niederschläge von Hg & sub2; Cl & sub2; und HgS nachgewiesen werden. Es wird angenommen, dass, wenn Quecksilberverbindungen in einer Röhre mit Soda erhitzt werden, sich ein grauer Quecksilberspiegel bildet, der an den kalten Wänden kondensiert.
Spektrometrische Methoden ermöglichen die Identifizierung von Zinnober. Erwähnenswert ist die Raman-Spektroskopie, eine optische Methode, die kontaktlose (Halb-) Edelsteine, Pigmente, Gläser und Keramiken analysiert. Diese Methode erfordert keine Stichproben. Dank der eingebauten Laserquelle können Spektrometer der neuesten Generation in Museen transportiert werden. Die Identifizierung von Objekten kann in-situ erfolgen. Darüber hinaus ermöglicht diese molekulare Identifizierung eine eindeutige Unterscheidung nahegelegener Verbindungen gleicher Elementzusammensetzung.
Zur Identifizierung der Kristallstruktur unterscheidet die Kernsonde PIXE (Particle Induced X-ray Emission) zwischen hexagonalen und kubischen Formen.
Chemische Eigenschaften
Polymorphismus von HgS
HgS hat einen Polymorphismus:
α-HgS, Zinnober / Zinnoberrot
α‘-HgS, amorphes Quecksilbersulfid
β-HgS, Metacinabrium (schwarz)
γ-HgS, Hypercabius
Die chemischen Eigenschaften von schwarzem Sulfid und rotem Sulfid von Quecksilber sind im Wesentlichen die gleichen, jedoch reagiert schwarzes Sulfid mehr als rot. Cinnabar, Zinnoberrot oder Metacinabri gelten im Allgemeinen als fast unlöslich in Wasser, organischen Lösungsmitteln und verdünnten Mineralsäuren.
Chromatische Veränderung
Die Verdunkelung der scharlachroten Zinnoberfarbe (α-HgS) unter dem Einfluss der Sonneneinstrahlung bis zur Grau-Schwarz-Färbung ist seit der Antike ein wichtiges Problem in der Konservierung von Wandmalereien und stellt immer noch einen Bruch dar. Head-Generator von Polemik. Vitruvius erklärt: „Wenn er in Wohnungen eingesetzt wird, deren Pflaster bedeckt ist, behält der Zinnober seine Farbe ohne Veränderung, aber an den Orten, die der Luft ausgesetzt sind, wie den Peristylen, der Exedra und einigen anderen ähnlichen Orten, wo die Strahlen der Sonne und der Sonne sind der Glanz des Mondes kann eindringen, er wird verändert, er verliert die Lebendigkeit seiner Farbe, er verdunkelt sich, sobald er von ihm getroffen wird, letzterer erwähnt, dass punisches Wachs auf die Wandbilder aufgetragen wurde, um das Licht des Mondes zu verhindern die Sonnenstrahlen entfernen ihre Farbe, aber einige damit verbundene Faktoren beschleunigen diese chromatische Veränderung, wie hohe Luftfeuchtigkeit in Verbindung mit einer stark verschmutzten Atmosphäre.Nur die Oberfläche wird abgebaut, wenn sie abgeschabt wird, können wir wieder die Farbe Rot sehen zu rotem Zinnober kann auch seine Identifizierung ermöglichen.
Derzeit ist die Schwärzung der Fresken der Villa of Mysteries in Pompeji die perfekte Illustration. Die Reinigung von Wandmalereien mit Zinnober wird wegen der chromatischen Veränderung nicht empfohlen.
Physikalische Eigenschaften
Zinnoberstruktur, α-HgS (Quecksilber Hg in Grau, Schwefel S in Gelb)
Die folgende Formel gibt eine Annäherung an den Sättigungsdampfdruck von Zinnober:
ln P * = 8,765 – 3533 / T
P * wird in Kilopascal und Temperatur T in Kelvin ausgedrückt.
Quecksilbersulfid HgS ist das wichtigste Quecksilbererz. Es wird zur Herstellung von Quecksilber und als Pigment verwendet. Zinnober enthält etwa 86,2% Quecksilber. Quecksilber wird durch Rösten von Zinnober erhalten. Für die Extraktion des Metalls fällt das pulverisierte Erz in einen Ofen bei 700 ° C, wo Luft gesendet wird. Die folgende Reaktion tritt auf:
HgS + O2 → Hg + SO2,
oberhalb von 737 ° C zerfällt Zinnober
HgS → Hg + S.
Quecksilber wird durch Pyrometallurgie erhalten: Bei Atmosphärendruck sublimiert Zinnober bei 583 ° C (856 K) und zersetzt sich in flüssiges Quecksilber und Schwefeldampf.
Es gibt drei kristalline Formen:
der rote trigonale Zinnober, Raumgruppe P3121 oder P3221 (Nr. 154), Struktur B9 in Strukturbersicht, stabiler bei Temperaturen von weniger als 350 ° C (Barnett et al., 2001: 1499);
das kubische Metacinabre, Raumgruppe F43m, von schwarzer Farbe;
Hypercabiner (γ-HgS), von Potter und Barnes im Jahr 1978 enthüllt. Sein Name ist mit der Tatsache verbunden, dass seine Stabilitätszone zu höheren Temperaturen als denen von Zinnober und Metacinabrium erstreckt.
Therapeutische Verwendung
Cinnabar ist seit dem frühesten Altertum in der Medizin bekannt und verwendet worden (Plinius der Ältere, Histoire naturelle, XXXIII, S. 41, was diese Substanz außerdem entmutigte und als Gift betrachtete).
Es wurde auch in der Medizin zur Behandlung von Syphilis verwendet, oder es wurde in den 1820er Jahren von Schwangeren durch Begasung verschrieben (General Archives of Medicine, De Vaugirard, 1914, 436). In Form einer Salbe wurde es gegen Hautkrankheiten verwendet (Louis Mialhe, Abhandlung über die Kunst der Formulierung, Ed Fortin, Masson, 1845, 150.).
Cinnabar wird auch in der Zusammensetzung von Mitteln für die externe Behandlung von Krebs, wie die Paste gefunden, die von dem Chirurgen Jean Baseilhac, bekannt als „Bruder Como-Pulver“, bestehend aus weißem Arsen, Brandasche aus Schuhsohlen, Drachenblut, Zinnober und Wasser (Hermann Lebert, Eine praktische Abhandlung über Krebserkrankungen und heilbaren Bedingungen in Verbindung mit Krebs, Baillière, 1851, 645). Die Verwendung dieser Arsenpaste wird auch von dem Chirurg Joseph Souberbielle (Neffe von Jean Baseilhac) bei der Behandlung von Gesichtsgeschwüren befürwortet.
Chinesische Patentarzneimittel, die Zinnober enthalten, umfassen: 金、二十五味松石丸、二十五味珊瑚丸、十香返生丸、七珍丸（丹）、七厘散、万氏牛黄清心丸、小儿百寿丸、小儿至宝丸、小儿金丹片、小儿惊风散、小儿清热片、天王补心丸、牙痛一粒丸、牛黄千金散、牛黄抱龙丸、牛黄清心丸、牛黄镇惊丸、安宫牛黄丸、安宫牛黄散、红灵散、苏合香丸、医痫丸、补肾益脑片、局方至宝散、纯阳正气丸、抱龙丸、柏子养心丸、胃肠安丸、香苏正胃丸、保赤散、益元散、梅花点舌丸、琥珀抱龙丸、紫金锭、紫雪、暑症片、舒肝丸、痧药、避瘟散、人参再造丸、平肝舒络丸、再造丸、复方芦荟胶囊、赛霉安散/软膏。
Toxizität:
Assoziierte moderne Vorsichtsmaßnahmen für die Verwendung und Handhabung von Zinnober bestehen aus der Toxizität der Quecksilberkomponente, die bereits im antiken Rom erkannt wurde. Wegen seines Quecksilbergehalts kann Zinnober für Menschen giftig sein. Obwohl die Menschen im alten Südamerika oft Zinnober für Kunst verwendeten oder zu raffiniertem Quecksilber verarbeiten (um Silber und Gold an Objekte zu vergolden), waren die toxischen Eigenschaften von Quecksilber bekannt. Es war gefährlich für diejenigen, die Zinnober abbauten und verarbeiteten Es verursachte Erschütterungen, Sinnverlust und Tod. Die Daten legen nahe, dass Quecksilber aus Zinnober entsorgt wurde und die Arbeiter den giftigen Quecksilberdämpfen ausgesetzt waren. “ Die Überbelichtung von Quecksilber, Mercurialismus, wurde von den alten Römern als Berufskrankheit angesehen: „Der Bergbau in den spanischen Zinnoberminen von Almadén, 225 km südwestlich von Madrid, wurde wegen der Verkürzung als Todesurteil angesehen Lebenserwartung der Bergarbeiter, die Sklaven oder Sträflinge waren. “
Die chinesischen Taoisten benutzten es als eine Droge der Unsterblichkeit, daher Quecksilbervergiftungen. Der berühmteste ist der des ersten Kaisers Qin Shi Huang im Jahre 210 v. BC 8.
Da Zinnober pulverförmig oder in Pulverform vorliegt, werden strenge Schutzmaßnahmen dringend empfohlen.
Auftreten:
Cinnabar tritt im Allgemeinen als ein venenfüllendes Mineral auf, das mit der jüngsten vulkanischen Aktivität und alkalischen heißen Quellen in Verbindung steht. Cinnabar wird durch epithermale aufsteigende wässrige Lösungen (diejenigen in der Nähe der Oberfläche und nicht zu heiß) abgelagert, die weit von ihrer magmatischen Quelle entfernt sind. Es ist mit nativem Quecksilber, Stibnit, Realgar, Pyrit, Markasit, Opal, Quarz, Chalcedon, Dolomit, Calcit und Baryt assoziiert.
Cinnabar findet sich im Wesentlichen in allen mineralgewinnenden Gebieten, die Quecksilber liefern, insbesondere in Almadén (Spanien); Puerto Princesa (Philippinen); New Almaden (Kalifornien); Hastings Mine und St. John’s Mine, Vallejo, Kalifornien; [benötigte Seite] [bessere Quelle benötigt] Idrija (Slowenien); Neu Idria (Kalifornien); Giza, Ägypten; Moschellandsberg bei Obermoschel in der Pfalz; La Ripa, am Fuße der Apuanischen Alpen und auf dem Monte Amiata (beide in der Toskana); der Berg Avala (Serbien); Huancavelica (Peru); Murfreesboro, Arkansas; Terlingua, Texas (Vereinigte Staaten); und die Provinz Guizhou in China, wo feine Kristalle erhalten wurden. Es wurde auch in der Nähe von Red Devil, Alaska am mittleren Kuskokwim River abgebaut. Red Devil wurde nach der Red-Devil-Zinnobermine, einer Hauptquecksilberquelle, benannt. Es wurde in Dominica in der Nähe seiner Schwefelquellen am südlichen Ende der Insel entlang der Westküste gefunden.
Cinnabar wird z. B. noch heute aus den heißen Gewässern der Sulphur Bank Mine in Kalifornien und Steamboat Springs, Nevada abgelagert.
Bergbau und Gewinnung von Quecksilber:
Als häufigste Quelle für Quecksilber in der Natur wird Zinnober seit Jahrtausenden abgebaut, sogar in der Jungsteinzeit. Während des Römischen Reiches wurde es sowohl als Pigment als auch wegen seines Quecksilbergehaltes abgebaut
Zur Herstellung von flüssigem Quecksilber (Quecksilber) wird zerkleinertes Zinnobererz in Drehrohröfen geröstet. Reines Quecksilber trennt sich dabei von Schwefel und verdunstet leicht. Eine Kondensationskolonne wird verwendet, um das flüssige Metall zu sammeln, das meistens in Eisenkolben transportiert wird.
Dekorative Verwendung
Cinnabar wird seit der Antike im Vorderen Orient für seine Farbe verwendet, ua als rougeartige Kosmetik, in der Neuen Welt seit der Olmekischen Kultur und in China schon seit der Song-Dynastie, wo es zum Färben von Lackwaren verwendet wurde.
Der Gebrauch von Cinnabar als Farbe in der Neuen Welt, seit der Olmekischen Kultur, wird durch seine Verwendung in königlichen Grabkammern während des Höhepunkts der Maya-Zivilisation veranschaulicht, am dramatischsten im Grab der Roten Königin in Palenque (600-700 AD), wo die Überreste einer adligen Frau und Gegenstände, die ihr in ihrem Sarkophag gehörten, waren vollständig mit leuchtend rotem Pulver aus Zinnober bedeckt.
Der bekannteste Gebrauch von Zinnober ist in chinesischen geschnitzten Lackarbeiten, eine Technik, die anscheinend in der Song-Dynastie entstand. Die Gefahr einer Quecksilbervergiftung kann in alten Lackwaren durch Mitnahme des pulverförmigen Pigments in Lack verringert werden, könnte aber bei versehentlicher Zerstörung der Teile noch eine Gefahr für die Umwelt darstellen. In der modernen Schmuckindustrie wird das toxische Pigment durch ein Harz-basiertes Polymer ersetzt, das dem Aussehen von pigmentiertem Lack nahe kommt.
Geschichte
Cinnabar wird als Pigment zur Herstellung von Keramik, Fresken und religiösen Zeremonien aus der Jungsteinzeit verwendet. Die ältesten archäologischen Beweise 13 finden sich in der Türkei (Çatalhöyük, -7000, -8000), in Spanien (Casa Montero Mine und Gräber von La Pijota und Montelirio, -5300) und in China (Yangshao Kultur -4000, -3500 und Anfang der Bronzezeit in der Kultur von Erlitou)
Die Chinesen verwendeten Zinnober vor 3600 Jahren als Pigment für Keramik oder Tinte. Sie wären die Ersten gewesen, die zu Beginn unserer Ära Zinnober gemacht haben. Im Ägypten der Ptolemäer (4. Jahrhundert) taucht die Verbrennungspraxis auf. Auf einigen Bruchstücken von verbranntem Knochen ist eine rote Farbe, der Farbstoff ist Zinnabar absichtlich abgelagert.
Um 300 v. Chr. Ruft Theophrastus, Philosoph und griechischer Gelehrter, im Buch der Steine4 die Zinnoberminen von Almaden in Spanien, in Kolchis und in der Nähe von Ephesus hervor, wo Zinnober aus einem sandigen Mineral gewonnen wird.
Die Bergwerke des Monte Amiata in Italien sind seit der Antike bekannt.
Im ersten Jahrhundert, Dioscorides widmet eine Aufzeichnung seiner Pharmakopöe, „Materia Medica“ (V, 94), Zinnober aus Libyen und in der Pharmakologie und Malerei verwendet, und die Aufzeichnung V, 95 Quecksilber („hydrargyros“ ‚ὑδραργυρος) was er den Extraktionsprozess anzeigt:
„… wir setzen eine Tonschüssel auf, eine Eisenhülle mit Zinnober, wir fügen ein “ ambix “ [zurückschneiden] hinzu, wir spielen mit Ton, dann wärmen wir es mit Kohlen. Dampf, der am ‚ambix‘ haftet , einmal geschabt, wird Quecksilber ‚(Mertens, 17).
Diese Beschreibung eines Geräts zur Sublimierung ist der Vorfahre der Stills. Die Entlehnung des griechischen Begriffs ambix auf Arabisch wird al-‚anbīq (mit dem Pronomen) geben, das nach Durchlaufen des mittelalterlichen Latein auf Französisch „still“ geben wird.
Cinnabar wurde in der Antike als ein Pigment verwendet, das im Allgemeinen der Elite vorbehalten war. So macht Rom es zu einem staatlichen Monopol und ein Gesetz legt den Verkaufspreis fest. Plinius erwähnt es in den Büchern XXXIII und XXXV seiner Histoire Naturelle unter dem Namen minium. Vitruvius (De Architectura, VII), im ersten Jahrhundert v. Chr. J.-C., beschreibt die Verwendung von Zinnober in der Malerei. Zosimos von Panopolis, Gelehrter und griechischer Alchemist, der in Ägypten geboren wurde, hätte im dritten Jahrhundert unserer Zeitrechnung erwähnt, dass Zinnober aus Quecksilber und Schwefel bestand. Der Alchemist Geber oder Jabir Ibn Hayyan, 721 im Iran geboren, erklärt, dass sich Quecksilber und Schwefel im Zinnober mit Hitze vermischen können.
Im Mittelalter, im Osten, wurden die wichtigsten Dokumente mit einer Zinnobertinte (in Byzanz, der Kaiser allein konnte es benutzen) signiert, während im Westen (einige Quellen erinnern an das dreizehnte Jahrhundert, andere xiie) wurden einige Beleuchtungen gemacht mit ein Zinnober und eine Bluttinte. Die Künstler der Zeit waren vorsichtig, diese Substanz zu reaktiv zu anderen Pigmenten mit Lack zu isolieren und sie vor der Sonne zu schützen, indem sie über Glasuren (Krapp) posieren. Mittelalterliche Rezepte erinnern an Cerumen, weil dieses Wachs fungizide Eigenschaften hat. Der Mönch Theophilus erklärt im zwölften Jahrhundert, dass die Mischung von gleichen Teilen Schwefel und Quecksilber in einem Glasbehälter angeordnet war, der mit Ton verschlossen war, der bis zur Bildung des Pigments erhitzt wurde. Cennino Cennini, um 1390, erwähnt in seinem Buch der Kunst auch dieses Pigment.
Die Ader von Idrija im heutigen Slowenien wird 1490 entdeckt. Huancavelica, Peru, wird 1564 entdeckt. Zu Beginn des 16. Jahrhunderts entwickelte sich die Idrija-Mine unter der Kontrolle der Republik Venedig, die Quecksilber vertreibt überall in Mitteleuropa, im östlichen Mittelmeerraum und in Flandern. Die mächtige Fugger-Handelsdynastie aus Süddeutschland gewinnt dank einer Vereinbarung mit dem Herrscherhaus der Habsburger eine dominierende Position in den NE-Metallminen in Europa. Almadén war Teil dieser Einheit und die Gewinnung von Quecksilber wird dort um 1550 wieder aufgenommen. Der Grund dafür ist die Gewinnung von Edelmetallen aus Lagerstätten in Südamerika und Mittelamerika, die zu den Hauptmotiven der spanischen kolonialen Expansion gehörten. Ein erster Verschmelzungstest für den Silberbergbau wird wahrscheinlich 1507 in Venedig durchgeführt. Während die Ausbeutung in den Anden die Entdeckung von Quecksilbervorkommen in Huancavelica ausnutzte, musste Neu-Spanien massiv Quecksilber aus europäischen Minen importieren18. Das Merkur-Erbe. Almadén und Idrija berichten über den wichtigen Beitrag, den die beiden Stätten zur Geschichte der Menschheit geleistet haben.
1527 verschrieb Paracelsus Quecksilber und sein Oxid als Heilmittel in Salben als Heilmittel gegen Syphilis.
Im Jahr 1797 entdeckte Constantin Kirchhoff ein Verfahren zur Herstellung von Zinnober (Quecksilbersulfid) im Nassverfahren.