簡単でわかりやすい水銀温度計の仕組み！歴史や毒性も周期表マニアの科学館職員が詳しく解説

ライター／たかはし　ふみか

本と実験が好きな、図書館司書資格を持つ化学系科学館職員。普段から化学や工作の本を読んでいる。ページを自分の手でめくれる紙の本が好き

水銀とはどんな？

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水銀は原子番号80の金属元素です。金属というと金や銀、鉄やアルミなどがありますね。これらの金属と水銀の決定的な違いは、水銀は常温で液体であるという事です。ちなみに常温で液体の元素自体、水銀以外は臭素（Br）しかありません。

周期表から見た水銀

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それではまず、水銀という元素の特徴を確認してみましょう。

元素記号　Hg
原子番号　80
状態（常温）　銀のような光沢を持つ液体
発見　紀元前500年
名前の由来　hydrargyrum(水＋銀)
融点　-38.83℃

水銀は英語でmercury、マーキュリーと言います。マーキュリーとは、ローマ神話のメルクリウスが由来です。ちなみにマーキュリーとは水星のことでもあります。

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水銀が液体なのは融点が低いから

常温で液体なのは、融点が常温より低く沸点が常温より高いからです。その融点は-39℃、沸点は357℃になります。水は融点が0℃でそれより低いと氷に、高いと液体になりますね。水銀も融点より高い温度では液体となるのです。

水銀は薬だった？意外な過去

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続いて、薬として活用されてきた水銀の歴史を紹介していきます。

水銀は不老不死の薬だった？

現在は猛毒として知られている水銀。ですが、古代は不老不死の薬として信じられていたのです。その薬を「仙丹」と言います。また外科治療、さらには梅毒の治療にも使われていました。梅毒の治療に水銀が用いられたという最初の記録は1496年ですが、もっと昔から用いられていたという説もあります。

身近だった水銀

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さらに水銀は赤チンという消毒液としても使われていました。赤チンとはその名も「マーキュクロム液」と言い、有効成分として有機水銀二ナトリウム化合物を含んでいます。赤チンという名の通り、暗赤褐色をしているのです。

しかし1950年代に水銀を原因とした水俣病が発生しました。そして1973年に水銀を含む廃液の排出を防ぐため、赤チンの国内での製造が中止となったのです。ただし需要があったことから、海外から原料を輸入して2020年まで製造していました。

水俣条約の発効

2017年、水銀及び水銀を使用した製品の製造と輸出入を規制する国際条約、水銀に関する水俣条約が発効されました。これは人が排出する水銀にから人の健康や環境を守るためのものです。これは英語で「the Minamata Convention on Mercury」。水俣病がどれだけ世界に影響を与えたかがわかりますね。

水銀の毒性について

先ほど水俣病の話をしましたように、水銀と聞いてまず思い浮かぶのが水俣病やその毒性でしょう。水銀は毒物及び劇物取締法によって毒物に分類されています。毒物とは致死量（摂取・被ばくすると死に至る量）2g以下の物質のことです。水銀中毒の主な症状として中枢神経や腎臓に障害をもたらすことがあげられます。また、高濃度の水銀にさらされると脳に障害を受け、最悪の場合死に至るケースもあるのです。

水銀は大きく金属水銀、有機水銀化合物、無機水銀系化合物の3つに分類されます。特に毒性が強いのが有機水銀系化合物と無機水銀系化合物で、このふたつの違いは炭素-水銀の結合の有無です。

金属水銀の毒性

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体温計などに使われているのが、金属水銀です。金属水銀そのものを摂取しても、消化器官からは吸収されずそのまま排出されるためそこまで人体に影響はないと言われています。しかし水銀は気化しやすく蒸気を吸ってしまった場合、呼吸器や神経系に影響が与えられてしまうのです。

そのため、もし温度計などを割って水銀を漏らしてしまった場合は、速やかに適切な処置をする必要があります。

最も毒性の強い有機水銀化合物

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水銀の中で最も毒性が強いのが有機水銀。その中でもさらに毒性が強いのがメチル水銀で、水俣病・新潟水俣病の原因となった物質です。ちなみにメチル水銀という物質があるわけではなく、水銀原子とメチル基が結びついた化合物の総称で、塩化メチル水銀、臭化メチル水銀などがあります。

水俣病は熊本県水俣湾周辺で発生した水銀による公害病です。1945年頃からメチル水銀を含む工場排水が水俣湾に排水されました。そして水銀が海水からプランクトン、プランクトンを食べた魚や貝へと食物連鎖によって濃縮され、その魚や貝を人間が食べたことで水俣病が発生したのです。2021年6月までに水俣病患者と認められたのは約2300人でした。水俣病発生の経緯は以下のようになります。

1945年頃
メチル水銀を含む排水が水俣湾へ排出されるようになる
1949年頃
水俣湾で海産物が採れなくなる
1954年
水俣湾の魚を食べた猫が死ぬという報道が流れる
その後12人が水俣病の症状を発生し、5人が亡くなる
1956年
原因不明の病気として水俣病が保健所から発表される

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鳥居の色にもなった無機水銀化合物

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無機水銀化合物として硫化水銀（HgS）、酸化水銀（HgO）、塩化水銀（HgCl₂）などがあげられます。硫化水銀は赤色の色素として使われ、神社の鳥居着力にも使われていました。自然界に存在する水銀のほとんどはこの硫化水銀として存在しています。

水銀で温度を測れるのはなぜ？その歴史としくみ

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それでは水銀温度計について解説していきます。

水銀温度計の歴史

水銀を使った体温計が開発されたのは1866年。時間はかかるものの、正確に体温が測れると活用されていました。しかし水銀は猛毒であり、その蒸気を吸うことは人体に大変危険です。そのため、やがてアルコールや灯油を使った体温計が使われるようになりました。そして現在では、デジタルタイプの体温計が主流となっています。