Cinabro

Il cinabro, si riferisce al comune color scarlatto alla forma rosso mattone del solfuro di mercurio (II), formula HgS, che è il minerale di fonte più comune per la raffinazione del mercurio elementale, ed è la fonte storica del brillante pigmento rosso o scarlatto definito vermiglio e associati pigmenti di mercurio rosso.

Il cinabro si presenta generalmente come un minerale che riempie le vene associato alla recente attività vulcanica e alle sorgenti calde alcaline. Il minerale assomiglia al quarzo in simmetria e nella sua esposizione birifrangente; il cinabro ha un indice di rifrazione medio di ~ 3.2, una durezza compresa tra 2 e 2.5 e un peso specifico di ~ 8.1. Il colore e le proprietà derivano da una struttura che è un reticolo cristallino romboedrico appartenente al sistema cristallino esagonale, cristalli che a volte esibiscono gemellaggi.

Il cinabro è stato usato per il suo colore fin dall’antichità nel Vicino Oriente, anche come cosmetico di tipo rouge, nel Nuovo Mondo dalla cultura Olmeca, e in Cina sin dalla cultura Yangshao, dove veniva usato nella colorazione del gres.

Le moderne precauzioni associate all’uso e alla manipolazione del cinabro derivano dalla tossicità della componente del mercurio, riconosciuta già nell’antica Roma.

Proprietà e struttura
Proprietà
Il cinabro si trova generalmente in una forma massiccia, granulare o terrosa ed è di colore rosso scarlatto o rosso mattone, anche se occasionalmente si presenta in cristalli con una lucentezza adamantina non metallica. Assomiglia al quarzo nella sua simmetria. Presenta birifrangenza e ha il più alto indice di rifrazione di qualsiasi minerale. Il suo indice di rifrazione medio è 3,08 (lunghezze d’onda della luce del sodio), rispetto agli indici per il diamante e l’arsenuro di gallio non-minerale (III) (GaAs), che sono rispettivamente 2,42 e 3,93. La durezza del cinabro è 2.0-2.5 sulla scala di Mohs e il suo peso specifico 8.1.

Struttura
Strutturalmente, il cinabro appartiene al sistema di cristallo trigonale. Si presenta come cristalli prismatici spessi, tabulari o sottili o come incrostazioni granulari o massicce. Il gemellaggio di cristallo avviene come semplici gemelli di contatto.

Nota, il solfuro di mercurio (II), HgS, adotta la struttura cinabro descritta, e una struttura addizionale, cioè è dimorfa. Il cinabro è la forma più stabile ed è una struttura simile a quella di HgO: ogni centro Hg ha due legami Hg-S brevi (ciascuno 2,36 Å) e quattro contatti Hg ••• più lunghi (con 3,10, 3,10, 3,30, e 3.30 Å separazioni). Inoltre, HgS si trova in un polimorfo nero non cinabro (metacinnabar) che ha la struttura di zincoblenda.

Caratteristiche fisico-chimiche
Criteri per l’identificazione
Il colore della traccia minerale può essere utilizzato anche per l’identificazione approssimativa dei pigmenti. Si tratta di fare una traccia del minerale per attrito su una tavoletta di porcellana dura e osservando il suo colore. Molti minerali hanno una traccia incolore, alcuni hanno tracce di colori caratteristici. Ecco un esempio: le tracce da rosa a rosso-marrone possono indicare la presenza di cinabro, cuprite o ematite.

Il mercurio in piccole quantità può essere rilevato mediante spettrometria o precipitati di Hg₂Cl₂ e HgS. Si considera che se i composti del mercurio sono riscaldati in un tubo con soda, c’è la formazione di uno specchio grigio di mercurio che si condensa sulle pareti fredde.
I metodi spettrometrici consentono l’identificazione del cinabro. È utile menzionare la spettroscopia Raman, un metodo ottico, che analizza pietre preziose, pigmenti, vetri e ceramiche senza contatto (semi). Questo metodo non richiede il campionamento. E grazie alla sorgente laser integrata, l’ultima generazione di spettrometri può essere trasportata nel cuore dei musei. L’identificazione degli oggetti può essere effettuata in-situ. Inoltre, questa identificazione molecolare consente di differenziare in modo inequivocabile composti vicini della stessa composizione elementare.

Per identificare la struttura cristallina, la sonda nucleare PIXE (Particle Induced X-ray Emission) distingue tra forme esagonali e cubiche.

Proprietà chimiche
Polimorfismo di HgS
HgS ha un polimorfismo:

α-HgS, cinabro / vermiglio
α’-HgS, solfuro di mercurio amorfo
β-HgS, metacinabrio (nero)
γ-HgS, hypercabius
Le proprietà chimiche del solfuro nero e del solfuro rosso del mercurio sono sostanzialmente le stesse, tuttavia, il solfuro nero reagisce più del rosso. Il cinabro, il vermiglio o il metacinabro sono generalmente considerati quasi insolubili in acqua, solventi organici e acidi minerali diluiti.

Alterazione cromatica
L’oscuramento del colore scarlatto del cinabro (α-HgS) sotto l’influenza dell’irradiazione solare fino a diventare grigio-nero è un problema importante nella conservazione dei dipinti murali fin dall’antichità e rappresenta ancora una rottura. generatore di testa di polemiche. Vitruvio spiega che: “Quando viene impiegato in appartamenti il ​​cui intonaco è coperto, il cinabro conserva il suo colore senza alterazioni, ma nei luoghi esposti all’aria, come i peristili, l’esedra e alcuni altri luoghi simili dove i raggi del sole e la luminosità della luna può penetrare, è alterata, perde la vivacità del suo colore, si scurisce non appena viene colpita da essa. Quest’ultima menziona che la cera punica è stata applicata ai murali per impedire la luce della luna e i raggi del sole rimuovono il suo colore, ma alcuni fattori associati accelerano questo cambiamento cromatico, come l’elevata umidità associata a un’atmosfera altamente inquinata: solo la superficie è degradata, se viene raschiata, possiamo vedere di nuovo il colore rosso. al cinabro rosso può anche permettere la sua identificazione.

Attualmente, l’annerimento degli affreschi della Villa dei Misteri a Pompei è l’illustrazione perfetta. La pulizia laser delle pitture murali contenenti cinabro non è raccomandata a causa della risultante alterazione cromatica.

Proprietà fisiche

Struttura cinabro, α-HgS (mercurio Hg in grigio, zolfo S in giallo)
La seguente formula fornisce un’approssimazione della pressione di vapore saturo del cinabro:

In P * = 8.765 – 3533 / T
P * essendo espresso in kilopascal e temperatura T in Kelvin.

Il solfuro di mercurio HgS è il minerale di mercurio più importante. È usato per la produzione di mercurio e come pigmento. Il cinabro contiene circa l’86,2% di mercurio. Il mercurio si ottiene dalla torrefazione del cinabro. Per l’estrazione del metallo, il minerale polverizzato scende in un forno a 700 ° C dove viene inviata l’aria. Si verifica la seguente reazione:

HgS + O2 → Hg + SO2,
sopra 737 ° C, il cinabro si decompone

HgS → Hg + S.
Il mercurio è ottenuto mediante pirometallurgia: a pressione atmosferica, il cinabro sublima a 583 ° C (856 K) e si decompone in mercurio liquido e vapore di zolfo.

Ci sono tre forme cristalline:

il cinabro trigonale rosso, il gruppo spaziale P3121 o P3221 (n. 154), la struttura B9 nella notazione Strukturbericht, più stabile a temperature inferiori a 350 ° C (Barnett et al., 2001: 1499);
il metacinabro cubico, il gruppo spaziale F43m, di colore nero;
Hypercabiner (γ-HgS), rivelato da Potter e Barnes nel 1978. Il suo nome è legato al fatto che la sua zona di stabilità si estende a temperature più alte di quelle del cinabro e del metacinabrio.

Uso terapeutico
Il cinabro è stato conosciuto e usato sin dalla più antica antichità in medicina (Plinio il Vecchio, Histoire naturelle, XXXIII, p.41, che, del resto, scoraggiava e considerava questa sostanza come un veleno).

E ‘stato anche usato in medicina per il trattamento della sifilide, o è stato prescritto negli anni 1820 alle donne incinte dalla fumigazione (General Archives of Medicine, De Vaugirard, 1914, 436.). Sotto forma di un unguento, veniva usato contro le malattie cutanee (Louis Mialhe, Trattato sull’arte della formulazione, Ed Fortin, Masson, 1845, 150).

Il cinabro si trova anche nella composizione dei rimedi per il trattamento esterno del cancro, come la pasta inventata dal chirurgo Jean Baseilhac, noto come “polvere del fratello Como”, composto da arsenico bianco, cenere bruciata da suole di scarpe, sangue di drago, cinabro e acqua (Hermann Lebert, Un trattato pratico sulle malattie del cancro e condizioni curabili in combinazione con il cancro, Baillière, 1851, 645). L’uso di questa pasta di arsenico sarà anche sostenuto dal chirurgo Joseph Souberbielle, (nipote di Jean Baseilhac), nel trattamento delle ulcere facciali.

I medicinali brevettati cinesi contenenti cinabro includono: 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.

Tossicità:
Le moderne precauzioni associate all’uso e alla manipolazione del cinabro derivano dalla tossicità della componente del mercurio, riconosciuta già nell’antica Roma. A causa del suo contenuto di mercurio, il cinabro può essere tossico per gli esseri umani. Sebbene le persone nell’antica America del Sud usassero spesso il cinabro per l’arte, o lo trasformassero in raffinato mercurio (come un mezzo per dorare l’argento e l’oro agli oggetti) “le proprietà tossiche del mercurio erano ben note: era pericoloso per coloro che estraevano e lavoravano il cinabro ha causato tremori, perdita di senso e morte: i dati suggeriscono che il mercurio è stato replicato dal cinabro e gli operai sono stati esposti ai fumi tossici del mercurio “. La sovraesposizione al mercurio, il mercurialismo, era considerata una malattia professionale per gli antichi romani: “L’estrazione mineraria nelle miniere di cinabro spagnolo di Almadén, 225 km a sud-ovest di Madrid, era considerata come una condanna a morte a causa dell’accorciamento aspettativa di vita dei minatori, che erano schiavi o condannati “.

I taoisti cinesi lo usavano come una droga di immortalità, quindi avvelenamenti mercuriali. Il più famoso è quello del primo imperatore Qin Shi Huang nel 210 aC. AC 8.

Poiché il cinabro è polveroso o sotto forma di polvere, sono fortemente raccomandate misure di protezione rigorose.

Evento:
Il cinabro si presenta generalmente come un minerale che riempie le vene associato alla recente attività vulcanica e alle sorgenti calde alcaline. Il cinabro è depositato da soluzioni acquose ascitiche epitermiche (quelle vicine alla superficie e non troppo calde) molto lontane dalla loro fonte ignea. È associato con mercurio nativo, stibnite, realgar, pirite, marcasite, opale, quarzo, calcedonio, dolomite, calcite e barite.

Il cinabro si trova essenzialmente in tutte le località minerarie che producono mercurio, in particolare Almadén (Spagna); Puerto Princesa (Filippine); New Almaden (California); Hastings Mine e St. John’s Mine, Vallejo, California; [necessario per la pagina] [fonte migliore] Idrija (Slovenia); New Idria (California); Giza, Egitto; Moschellandsberg (de) nei pressi di Obermoschel nel Palatinato; La Ripa, ai piedi delle Alpi Apuane e nel Monte Amiata (entrambi in Toscana); la montagna Avala (Serbia); Huancavelica (Perù); Murfreesboro, Arkansas; Terlingua, Texas (Stati Uniti); e la provincia di Guizhou in Cina, dove sono stati ottenuti cristalli fini. Fu anche estratto vicino al Red Devil, in Alaska, sul fiume centrale Kuskokwim. Red Devil prende il nome dalla miniera di cinabro del Diavolo Rosso, una fonte primaria di mercurio. È stato trovato in Dominica vicino alle sue sorgenti sulfuree all’estremità meridionale dell’isola lungo la costa occidentale.

Il cinabro è ancora in fase di deposito, ad es., Ad oggi, dalle acque calde della Sulphur Bank Mine in California e di Steamboat Springs, in Nevada.

Estrazione ed estrazione di mercurio:
Essendo la fonte più comune di mercurio in natura, il cinabro è stato estratto per migliaia di anni, anche nel Neolitico. Durante l’Impero Romano fu estratto sia come pigmento, sia per il suo contenuto di mercurio.:XLI

Per produrre mercurio liquido (argento vivo), il minerale di cinabro frantumato viene arrostito in forni rotanti. Il mercurio puro si separa dallo zolfo in questo processo e facilmente evapora. Una colonna di condensazione viene utilizzata per raccogliere il metallo liquido, che viene più spesso spedito in palloni di ferro.

Uso decorativo
Il cinabro è stato usato per il suo colore fin dall’antichità nel Vicino Oriente, anche come cosmetico di tipo rouge, nel Nuovo Mondo dalla cultura Olmeca, e in Cina sin dalla Dinastia Song, dove veniva usato nella colorazione di oggetti laccati.

L’uso del cinabro come colore nel Nuovo Mondo, dal momento che la cultura Olmeca, è esemplificata dal suo uso nelle camere di sepoltura reale durante il picco della civiltà Maya, più drammaticamente nella Tomba della Regina Rossa di Palenque (600-700 d.C.), dove i resti di una nobile donna e gli oggetti che le appartenevano nel suo sarcofago erano completamente ricoperti di polvere rossa brillante fatta di cinabro.

L’uso più noto del cinabro è in lacca intagliata cinese, una tecnica apparentemente originata dalla dinastia Song. Il pericolo di avvelenamento da mercurio può essere ridotto nelle antiche laccature, trascinando il pigmento in polvere nella vernice, ma potrebbe comunque rappresentare un rischio ambientale se i pezzi fossero stati distrutti accidentalmente. Nel settore della gioielleria moderna, il pigmento tossico è sostituito da un polimero a base di resina che si avvicina all’aspetto della lacca pigmentata.

Storia
Il cinabro è usato come pigmento per fare ceramiche, affreschi murali e durante le cerimonie religiose, dal periodo neolitico. Le più antiche prove archeologiche 13 si trovano in Turchia (Çatalhöyük, -7000, -8000), in Spagna (miniera di Casa Montero e tombe di La Pijota e Montelirio, -5300) e in Cina (cultura Yangshao -4000, -3500 e inizio dell’età del bronzo nella cultura di Erlitou)

I Cinesi usavano il cinabro 3.600 anni fa come pigmento per ceramica o inchiostro. Sarebbero stati i primi ad aver fatto il vermilion all’inizio della nostra era. Nell’Egitto dei Tolomei (IV secolo) appare la pratica della cremazione. Su alcuni frammenti di osso bruciato, c’è un colore rosso, la tintura è cinabro intenzionalmente depositata.

Intorno al 300 aC Teofrasto, filosofo e studioso greco, evoca nel Libro delle pietre4 le miniere di cinabro di Almaden in Spagna, nella Colchide e nei pressi di Efeso, dove il cinabro viene estratto da un minerale sabbioso.

Le miniere del Monte Amiata in Italia conosciute fin dall’antichità.

Nel primo secolo Dioscoride dedica un registro della sua farmacopea, “Materia medica” (V, 94), cinabro dalla Libia e usato in farmacologia e pittura, e il record V, 95 mercurio (“‘hydrargyros’ ‘ὑδραργυρος) che indica il processo di estrazione:

“… mettiamo una ciotola di argilla con un guscio di ferro contenente cinabro, aggiungiamo un ” ambix ” [taglio indietro], giochiamo con l’argilla, poi la riscaldiamo con carbone .. Il vapore che aderisce all ‘” ambix ” , una volta raschiato, diventa mercurio ‘(Mertens, 17).
Questa descrizione di un dispositivo usato per fare sublimazioni è l’antenato degli alambicchi. Il prestito del termine greco ambix in arabo darà al-‘anbīq (con il pronome) che dopo aver attraversato il latino medievale darà in francese “ancora”.

Il cinabro era usato nell’antichità come un pigmento che era generalmente riservato all’élite. Così, Roma lo rende un monopolio di stato e una legge fissa il prezzo di vendita. Plinio lo menziona sotto il nome di minium nei libri XXXIII e XXXV della sua Histoire Naturelle. Vitruvio (De Architectura, VII), nel I secolo a. C. J.-C., descrive l’uso del cinabro nella pittura. Zosimo di Panopolis, studioso e alchimista greco, nato in Egitto, avrebbe affermato, nel terzo secolo della nostra era, che il cinabro era composto di mercurio e zolfo. L’alchimista Geber o Jabir Ibn Hayyan, nato in Iran nel 721, spiega che il mercurio e lo zolfo possono, con il calore combinarsi nel cinabro.

Nel Medioevo, in Oriente, i documenti più importanti erano firmati con un inchiostro di cinabro (a Bisanzio, solo l’imperatore poteva usarlo) mentre in Occidente (alcune fonti evocano il tredicesimo secolo, altri xiie) alcune illuminazioni erano fatte usando un cinabro e un inchiostro di sangue. Gli artisti del tempo sono stati attenti a isolare questa sostanza troppo reattiva agli altri pigmenti con la vernice e proteggerla dal sole posando su smalti (più folle). Le ricette medievali evocano l’aggiunta di cerume, perché questa cera ha proprietà fungicide. Il monaco Teofilo, nel XII secolo, spiega che la miscela di parti uguali di zolfo e mercurio era sistemata in un contenitore di vetro chiuso con argilla che veniva riscaldata fino alla formazione del pigmento. Cennino Cennini, circa 1390, nel suo libro d’arte, menziona anche questo pigmento.

La vena di Idrija, nell’attuale Slovenia, viene scoperta nel 1490. Huancavelica, in Perù, viene scoperta nel 1564. All’inizio del XVI secolo, la miniera di Idrija si sviluppò sotto il controllo della Repubblica di Venezia, che commercializzava mercurio ovunque nell’Europa centrale, nel Mediterraneo orientale e nelle Fiandre. La potente dinastia commerciale Fugger, proveniente dalla Germania meridionale, sta guadagnando una posizione dominante nelle miniere di metalli non ferrosi in Europa, grazie ad un accordo con la casa regnante degli Asburgo. Almadén faceva parte di questa entità, e l’estrazione del mercurio viene rilanciata lì intorno al 1550. La ragione di ciò è l’estrazione di metalli preziosi da giacimenti in Sud America e nell’America centrale, che furono tra le principali motivazioni per l’espansione coloniale spagnola. Un primo test di fusione per l’estrazione dell’argento è probabilmente effettuato a Venezia nel 1507. Mentre lo sfruttamento delle Ande ha approfittato della scoperta di giacimenti di mercurio a Huancavelica, la Nuova Spagna ha dovuto importare massicciamente il mercurio dalle miniere europee18. Il Mercury Heritage. Almadén e Idrija riferiscono sull’importante contributo alla storia dell’umanità che i due siti hanno avuto.

Nel 1527 Paracelso prescrisse il mercurio e il suo ossido come medicina negli unguenti come rimedio per la sifilide.

Nel 1797, Constantin Kirchhoff scoprì un processo per la produzione di cinabro (solfuro di mercurio) con il metodo bagnato.