Cinabrio

El cinabrio se refiere al sulfuro de mercurio (II) de color rojo brillante a rojo ladrillo, fórmula HgS, que es el mineral fuente más común para refinar mercurio elemental, y es la fuente histórica del pigmento rojo o escarlata brillante denominado bermellón y pigmentos de mercurio rojo asociados.

El cinabrio generalmente ocurre como un mineral que rellena las venas asociado con la actividad volcánica reciente y las aguas termales alcalinas. El mineral se parece al cuarzo en simetría y en su birrefringencia exhibidora; el cinabrio tiene un índice de refracción promedio de ~ 3.2, una dureza entre 2 y 2.5, y una gravedad específica de ~ 8.1. El color y las propiedades se derivan de una estructura que es una retícula cristalina romboédrica que pertenece al sistema de cristales hexagonales, cristales que a veces exhiben gemelos.

El cinabrio se ha utilizado por su color desde la antigüedad en el Cercano Oriente, incluso como un cosmético tipo rouge, en el Nuevo Mundo desde la cultura Olmeca, y en China desde la cultura Yangshao, donde fue utilizado para colorear gres.

Las precauciones modernas asociadas para el uso y manejo del cinabrio surgen de la toxicidad del componente de mercurio, que se reconoció ya en la antigua Roma.

Propiedades y estructura
Propiedades
El cinabrio se encuentra generalmente en forma masiva, granular o terroso y es de color rojo brillante a rojo ladrillo, aunque ocasionalmente se presenta en cristales con un brillo adamantino no metálico. Se parece al cuarzo en su simetría. Exhibe birrefringencia y tiene el índice de refracción más alto de cualquier mineral. Su índice de refracción promedio es de 3.08 (longitudes de onda de luz de sodio), frente a los índices de diamante y el arseniuro de galeno no mineral (III) (GaAs), que son 2.42 y 3.93, respectivamente. La dureza del cinabrio es 2.0-2.5 en la escala de Mohs, y su gravedad específica 8.1.

Estructura
Estructuralmente, el cinabrio pertenece al sistema de cristal trigonal. Ocurre como cristales prismáticos tabulares gruesos o delgados o como incrustaciones granulares a macizas. El hermanamiento de cristales ocurre como simples gemelos de contacto.

Tenga en cuenta que el sulfuro de mercurio (II), HgS, adopta la estructura del cinabrio descrita, y una estructura adicional, es decir, es dimorfa. El cinabrio es la forma más estable, y es una estructura similar a la de HgO: cada centro de Hg tiene dos enlaces cortos de Hg-S (cada 2.36 Å), y cuatro contactos de Hg ••• S más largos (con 3.10, 3.10, 3.30, y 3.30 Å separaciones). Además, HgS se encuentra en un polimorfo negro no cinabrio (metacinnabar) que tiene la estructura de zincblenda.

Características fisicoquímicas
Criterios para la identificación
El color del rastro mineral también se puede usar para la identificación aproximada de pigmentos. Implica hacer un rastro del mineral por fricción en una tableta de porcelana dura y observar su color. Muchos minerales tienen un rastro incoloro, algunos tienen rastros de color característicos. Aquí hay un ejemplo: las trazas de color rosado a rojo marrón pueden indicar la presencia de cinabrio, cuprita o hematita.

El mercurio en pequeñas cantidades se puede detectar por espectrometría o por precipitados de Hg₂Cl₂ y HgS. Se considera que si los compuestos de mercurio se calientan en un tubo con soda, se forma un espejo gris de mercurio que se condensa en las paredes frías.
Los métodos espectrométricos permiten la identificación del cinabrio. Es útil mencionar la espectroscopía Raman, un método óptico, que analiza piedras (semi) preciosas sin contacto, pigmentos, vidrios y cerámica. Este método no requiere muestreo. Y gracias a su fuente de láser incorporada, la última generación de espectrómetros se puede transportar al corazón de los museos. La identificación de objetos se puede hacer in situ. Además, esta identificación molecular permite diferenciar inequívocamente compuestos cercanos de la misma composición elemental.

Para identificar la estructura cristalina, la sonda nuclear PIXE (Emisión de Rayos X Inducida por Partículas) distingue entre formas hexagonales y cúbicas.

Propiedades químicas
Polimorfismo de HgS
HgS tiene un polimorfismo:

α-HgS, cinabrio / bermellón
α’-HgS, sulfuro de mercurio amorfo
β-HgS, metacinabrio (negro)
γ-HgS, hypercabius
Las propiedades químicas del sulfuro negro y el sulfuro rojo del mercurio son sustancialmente las mismas, sin embargo, el sulfuro negro reacciona más que el rojo. El cinabrio, el bermellón o el metacinabri generalmente se consideran casi insolubles en agua, solventes orgánicos y ácidos minerales diluidos.

Alteración cromática
El oscurecimiento del color del cinabrio escarlata (α-HgS) bajo la influencia de la irradiación solar hasta que se vuelve negro grisáceo es un problema importante en la conservación de las pinturas murales desde la antigüedad y aún representa una rotura. jefe generador de polémicas Vitruvio explica que: «Cuando se emplea en pisos cuyo yeso está cubierto, el cinabrio conserva su color sin alteración, pero en los lugares expuestos al aire, como los peristilos, la exedra y algunos otros lugares similares donde los rayos del sol y el brillo de la luna puede penetrar, se altera, pierde la vivacidad de su color, se oscurece tan pronto como es golpeado por ella. Este último menciona que la cera púnica se aplicó a los murales para evitar la luz de la luna y los rayos del sol eliminan su color, pero algunos factores asociados aceleran este cambio cromático, como la alta humedad asociada a una atmósfera altamente contaminada. Solo la superficie se degrada, si se raspa, podemos volver a ver el color rojo. al rojo cinabrio también puede permitir su identificación.

Actualmente, el ennegrecimiento de los frescos de la Villa de Misterios en Pompeya es la ilustración perfecta. No se recomienda la limpieza con láser de pinturas murales que contengan cinabrio debido a la alteración cromática resultante.

Propiedades físicas

Estructura de cinabrio, α-HgS (mercurio Hg en gris, azufre S en amarillo)
La siguiente fórmula proporciona una aproximación de la presión de vapor saturado de cinabrio:

En P * = 8.765 – 3533 / T
P * se expresa en kilopascales y la temperatura T en Kelvin.

El sulfuro de mercurio HgS es el mineral de mercurio más importante. Se utiliza para la fabricación de mercurio y como pigmento. Cinnabar contiene aproximadamente 86.2% de mercurio. El mercurio se obtiene tostando cinabrio. Para la extracción del metal, el mineral pulverizado desciende en un horno a 700 ° C donde se envía el aire. La siguiente reacción ocurre:

HgS + O2 → Hg + SO2,
por encima de 737 ° C, el cinabrio se descompone

HgS → Hg + S.
El mercurio se obtiene por pirometalurgia: a presión atmosférica, el cinabrio se sublima a 583 ° C (856 K) y se descompone en mercurio líquido y vapor de azufre.

Hay tres formas cristalinas:

el rojo cinabrio trigonal, el grupo espacial P3121 o P3221 (nº 154), la estructura B9 en la notación Strukturbericht, más estable a temperaturas inferiores a 350 ° C (Barnett et al., 2001: 1499);
el metacinabre cúbico, grupo espacial F43m, de color negro;
Hypercabiner (γ-HgS), revelado por Potter y Barnes en 1978. Su nombre está relacionado con el hecho de que su zona de estabilidad se extiende a temperaturas más altas que las del cinabrio y el metacinabrio.

Uso terapéutico
El cinabrio ha sido conocido y utilizado desde la más antigua antigüedad en medicina (Plinio el Viejo, Histoire naturelle, XXXIII, p.41, que, además, desalentó y consideró esta sustancia como un veneno).

También se ha utilizado en medicina para el tratamiento de la sífilis, o se prescribió en la década de 1820 a mujeres embarazadas mediante fumigación (Archivos Generales de Medicina, De Vaugirard, 1914, 436). En forma de ungüento, se usó contra enfermedades cutáneas (Louis Mialhe, Tratado sobre el Arte de la Formulación, Ed Fortin, Masson, 1845, 150).

El cinabrio también se encuentra en la composición de remedios para el tratamiento externo del cáncer, como la pasta inventada por el cirujano Jean Baseilhac, conocida como «polvo del hermano Como», compuesta de arsénico blanco, ceniza quemada de suelas de zapatos, sangre de dragón, cinabrio y agua (Hermann Lebert, Un tratado práctico sobre las enfermedades del cáncer y las condiciones curables combinadas con el cáncer, Baillière, 1851, 645). El uso de esta pasta de arsénico también será defendido por el cirujano Joseph Souberbielle, (sobrino de Jean Baseilhac), en el tratamiento de las úlceras faciales.

Los medicamentos de patente china que contienen cinabrio incluyen: 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。

Toxicidad:
Las precauciones modernas asociadas para el uso y manejo del cinabrio surgen de la toxicidad del componente de mercurio, que se reconoció ya en la antigua Roma. Debido a su contenido de mercurio, el cinabrio puede ser tóxico para los seres humanos. Aunque la gente en la América del Sur a menudo usaba cinabrio para arte, o lo procesaba en mercurio refinado (como un medio para dorar plata y oro a objetos) «las propiedades tóxicas del mercurio eran bien conocidas. Era peligroso para quienes extraían y procesaban cinabrio , causó temblores, pérdida de los sentidos y la muerte. Los datos sugieren que el mercurio se replicó desde el cinabrio y los trabajadores estuvieron expuestos a los humos tóxicos de mercurio «. La sobreexposición al mercurio, mercurialismo, fue vista como una enfermedad ocupacional para los antiguos romanos: «La minería en las minas españolas de cinabrio de Almadén, a 225 km al suroeste de Madrid, fue considerada como una sentencia de muerte debido a la reducción la esperanza de vida de los mineros, que eran esclavos o convictos «.

Los taoístas chinos lo usaron como una droga de la inmortalidad, de ahí las intoxicaciones mercuriales. El más famoso es el del primer emperador Qin Shi Huang en 210 AC. BC 8.

Como el cinabrio es polvoriento o en forma de polvo, se recomiendan medidas estrictas de protección.

Ocurrencia:
El cinabrio generalmente ocurre como un mineral que rellena las venas asociado con la actividad volcánica reciente y las aguas termales alcalinas. El cinabrio se deposita mediante soluciones acuosas ascendentes epitermales (las que están cerca de la superficie y no demasiado calientes) muy alejadas de su fuente ígnea. Se asocia con mercurio nativo, estibina, realgar, pirita, marcasita, ópalo, cuarzo, calcedonia, dolomita, calcita y barita.

El cinabrio se encuentra esencialmente en todas las localidades de extracción de minerales que producen mercurio, en particular Almadén (España); Puerto Princesa (Filipinas); Nueva Almaden (California); Hastings Mine y St. John’s Mine, Vallejo, California; [página necesitada] [se necesita una fuente mejor] Idrija (Eslovenia); New Idria (California); Giza, Egipto; Moschellandsberg (de) cerca de Obermoschel en el Palatinado; La Ripa, al pie de los Alpes Apuanos y en el Monte Amiata (ambos en Toscana); la montaña Avala (Serbia); Huancavelica (Perú); Murfreesboro, Arkansas; Terlingua, Texas (Estados Unidos); y la provincia de Guizhou en China, donde se obtuvieron cristales finos. También se extrajo cerca de Red Devil, Alaska en el medio del río Kuskokwim. Red Devil recibió su nombre de la mina de cinabrio Red Devil, una fuente primaria de mercurio. Se ha encontrado en Dominica cerca de sus manantiales de azufre en el extremo sur de la isla a lo largo de la costa oeste.

Cinnabar todavía se está depositando, por ejemplo, en la actualidad de las aguas calientes de Sulphur Bank Mine en California y Steamboat Springs, Nevada.

Minería y extracción de mercurio:
Como la fuente más común de mercurio en la naturaleza, el cinabrio ha sido extraído durante miles de años, incluso en la época neolítica. Durante el Imperio Romano fue extraído como pigmento y por su contenido de mercurio: XLI

Para producir mercurio líquido (mercurio), el mineral de cinabrio triturado se tuesta en hornos rotatorios. El mercurio puro se separa del azufre en este proceso y se evapora fácilmente. Una columna de condensación se utiliza para recoger el metal líquido, que a menudo se envía en frascos de hierro.

Uso decorativo
El cinabrio se ha utilizado por su color desde la antigüedad en el Cercano Oriente, incluso como cosmético de tipo colorete, en el Nuevo Mundo desde la cultura olmeca y en China desde la dinastía Song, donde se lo utilizaba para colorear laca.

El uso del cinabrio como color en el Nuevo Mundo, desde la cultura olmeca, se ejemplifica por su uso en cámaras funerarias reales durante el apogeo de la civilización maya, más dramáticamente en la Tumba de la Reina Roja en Palenque (600-700 dC), donde los restos de una mujer noble y los objetos que le pertenecen en su sarcófago estaban completamente cubiertos con polvo rojo brillante hecho de cinabrio.

El uso más conocido de cinabrio se encuentra en el lacado chino tallado, una técnica que aparentemente se originó en la dinastía Song. El peligro de envenenamiento por mercurio puede reducirse en lacados antiguos al arrastrar el pigmento en polvo en la laca, pero aún podría representar un riesgo para el medio ambiente si las piezas se destruyeran accidentalmente. En la industria de la joyería moderna, el pigmento tóxico es reemplazado por un polímero a base de resina que se aproxima al aspecto de la laca pigmentada.

Historia
El cinabrio se usa como pigmento para hacer cerámicas, frescos murales y durante las ceremonias religiosas, desde el período neolítico. La evidencia arqueológica más antigua 13 se puede encontrar en Turquía (Çatalhöyük, -7000, -8000), en España (mina Casa Montero y tumbas de La Pijota y Montelirio, -5300) y en China (cultura Yangshao -4000, -3500 y comienzo) de la Edad del Bronce en la cultura de Erlitou)

Los chinos usaron el cinabrio hace 3.600 años como pigmento para la cerámica o la tinta. Habrían sido los primeros en haber hecho bermellón al comienzo de nuestra era. En el Egipto de los Ptolomeos (siglos IV), aparece la práctica de la cremación. En algunos fragmentos de hueso quemado, hay un color rojo, el colorante es depositado intencionalmente cinabrio.

Alrededor de 300 aC Teofrasto, filósofo y erudito griego, evoca en el Libro de las Piedras4 las minas de cinabrio de Almadén en España, en Colchis y cerca de Éfeso, donde el cinabrio se extrae de un mineral arenoso.

Las minas del Monte Amiata en Italia también conocidas desde la antigüedad.

En el primer siglo, Dioscorides dedica un registro de su farmacopea, » Materia medica » (V, 94), cinabrio de Libia y utilizado en farmacología y pintura, y el registro V, 95 de mercurio (» hydrargyros » ὑδραργυρος) que indica el proceso de extracción:

«… ponemos en un cuenco de arcilla una cáscara de hierro que contiene cinabrio, agregamos un ‘ambix’ [corte], jugamos con arcilla, luego lo calentamos con carbones. Steam que se adhiere al ‘ambix’ , una vez raspado, se convierte en mercurio ‘(Mertens, 17).
Esta descripción de un dispositivo utilizado para hacer sublimaciones es el ancestro de las imágenes. El préstamo del término griego ambix en árabe dará al-‘anbīq (con el pronombre) que después de pasar por el latín medieval dará en francés «todavía».

El cinabrio fue utilizado en la antigüedad como un pigmento que generalmente estaba reservado para la élite. Por lo tanto, Roma lo convierte en un monopolio estatal y una ley fija el precio de venta. Plinio lo menciona bajo el nombre de minio en los libros XXXIII y XXXV de su Histoire Naturelle. Vitruvius (De Architectura, VII), en el siglo I aC J.-C., describe el uso del cinabrio en la pintura. Zósimo de Panopolis, erudito y alquimista griego, nacido en Egipto, habría mencionado, en el siglo III de nuestra era, que el cinabrio estaba compuesto de mercurio y azufre. El alquimista Geber o Jabir Ibn Hayyan, nacido en Irán en 721, explica que el mercurio y el azufre pueden combinarse con calor en el cinabrio.

En la Edad Media, en Oriente, los documentos más importantes se firmaron con tinta de cinabrio (en Bizancio, el emperador solo podría usarlo) mientras que en Occidente (algunas fuentes evocan el siglo XIII, otras xiie) se hicieron algunas iluminaciones usando un cinabrio y tinta de sangre. Los artistas de la época se cuidaron de aislar esta sustancia demasiado reactiva a otros pigmentos con barniz y protegerla del sol al posar sobre esmaltes (más molestos). Las recetas medievales evocan la adición de cerumen, porque esta cera tiene propiedades fungicidas. El monje Teófilo, en el siglo XII, explica que la mezcla de partes iguales de azufre y mercurio se organizó en un recipiente de vidrio cerrado con arcilla que se calentó hasta la formación del pigmento. Cennino Cennini, alrededor de 1390, en su libro de arte, también menciona este pigmento.

La veta de Idrija, en la actual Eslovenia, se descubrió en 1490. Huancavelica, Perú, se descubrió en 1564. A comienzos del siglo XVI, la mina Idrija se desarrolló bajo el control de la República de Venecia, que comercializa mercurio. en todas partes en Europa Central, el Mediterráneo Oriental y Flandes. La poderosa dinastía comercial Fugger, del sur de Alemania, está ganando una posición dominante en las minas de metales no ferrosos en Europa, gracias a un acuerdo con la casa gobernante de los Habsburgo. Almadén era parte de esta entidad, y la extracción de mercurio se relanzó allí en alrededor de 1550. La razón de esto es la extracción de metales preciosos de depósitos en América del Sur y América Central, que se encontraban entre las principales motivaciones para la expansión colonial española. Es probable que en 1507 se lleve a cabo una prueba inicial de amalgama para la extracción de plata. Si bien la explotación en los Andes aprovechó el descubrimiento de los depósitos de mercurio en Huancavelica, Nueva España tuvo que importar masivamente mercurio de las minas europeas18. El Mercury Heritage. Almadén e Idrija informan sobre la importante contribución a la historia de la humanidad que han tenido los dos sitios.

En 1527, Paracelsus prescribió el mercurio y su óxido como medicina en ungüentos como un remedio para la sífilis.

En 1797, Constantin Kirchhoff descubrió un proceso para la producción de cinabrio (sulfuro de mercurio) por el método húmedo.