Амальгама (химия)

редактировать
Arquerite, естественная смесь серебра и ртуть

амальгама представляет собой сплав из ртути с другим металлом. Это может быть жидкость, мягкая паста или твердое вещество, в зависимости от содержания ртути. Эти сплавы образованы посредством металлической связи, при этом электростатическая сила притяжения электронов проводимости работает, чтобы связать все положительно заряженные ионы металлов вместе в структуру кристаллической решетки. Почти все металлы могут образовывать амальгамы со ртутью, за исключением железа, платины, вольфрама и тантала. Серебро -ртуть амальгамы важны в стоматологии, а золото -ртутная амальгама используется при извлечении золота из руды. В стоматологии используются сплавы ртути с такими металлами, как серебро, медь, индий, олово и цинк.

Содержание
  • 1 Важные амальгамы
    • 1.1 Амальгама цинка
    • 1,2 Амальгама калия
    • 1,3 Амальгама натрия
    • 1,4 Амальгама алюминия
    • 1,5 Амальгама олова
    • 1,6 Другие амальгамы
    • 1,7 Стоматологическая амальгама
  • 2 Использование в горнодобывающей промышленности
    • 2.1 Золотая амальгама
      • 2.1.1 Добыча золота (добыча)
      • 2.1.2 Добыча золота (переработка руды)
      • 2.1.3 Добыча золота (ретортация)
  • 3 Зонд амальгамы
  • 4 Токсичность
  • 5 См. Также
  • 6 Ссылки
  • 7 Дополнительная литература
  • 8 Внешние ссылки
Важные амальгамы

Цинковая амальгама

Цинковая амальгама находит применение в органическом синтезе (например, для восстановления Клемменсена ). Это восстановитель в восстановителе Джонса, используемом в аналитической химии. Раньше цинковые пластины сухих батарей смешивали с небольшим количеством ртути, чтобы предотвратить ухудшение при хранении. Это бинарный раствор (жидкость-твердый) ртути и цинка.

Амальгама калия

Для щелочных металлов амальгамация является экзотермической, и могут быть идентифицированы различные химические формы, такие как KHg и KHg 2. KHg представляет собой соединение золотого цвета с температурой плавления 178 ° C, а KHg 2 соединение серебристого цвета с температурой плавления 278 ° C. Эти амальгамы очень чувствительны к воздуху и воде, но с ними можно работать в атмосфере сухого азота. Расстояние Hg-Hg составляет около 300 пикометров, Hg-K около 358 пм.

Фазы K 5Hg7и KHg 11 также известны; ундекамеркуриды рубидия, стронция и бария известны и изоструктурны. Амальгама натрия (NaHg 2) имеет другую структуру, при этом атомы ртути образуют гексагональные слои, а атомы натрия представляют собой линейную цепочку, которая вписывается в отверстия в гексагональных слоях, но атом калия слишком велик для этой структуры для работы с KHg 2.

Натриевая амальгама

Натриевая амальгама производится как побочный продукт хлорно-щелочного процесса и используется в качестве важного восстановителя в органической и неорганической химии. С водой он разлагается в концентрированный раствор гидроксида натрия, водород и ртуть, которые затем могут снова вернуться в хлорщелочной процесс. Если вместо воды использовать абсолютно безводный спирт, образуется алкоксид натрия вместо раствора щелочи.

Алюминиевая амальгама

Алюминий может образовывать амальгаму в результате реакции с ртутью. Алюминиевая амальгама может быть получена путем измельчения алюминиевых гранул или проволоки в ртути или допуска алюминия проволока или фольга для реакции с раствором мерку рик хлорид. Эта амальгама используется в качестве реагента для восстановления соединений, например восстановления иминов до аминов. Алюминий является конечным донором электронов, а ртуть обеспечивает перенос электронов. Сама реакция и отходы от нее содержат ртуть, поэтому необходимы особые меры безопасности и методы утилизации. В качестве более экологически чистой альтернативы для достижения того же результата синтеза часто можно использовать гидриды или другие восстановители. Другой экологически чистой альтернативой является сплав алюминия и галлия, который аналогичным образом делает алюминий более химически активным, предотвращая образование оксидного слоя.

Амальгама олова

Амальгама олова использовалась в середине 19 века в качестве отражающего зеркального покрытия.

Другие амальгамы

Известны различные амальгамы которые представляют интерес в основном в исследовательском контексте.

  • Амальгама аммония представляет собой серую мягкую губчатую массу, обнаруженную в 1808 году Хамфри Дэви и Йенсом Якобом Берцелиусом. Он легко разлагается при комнатной температуре или при контакте с водой или спиртом:
    2 H 3 N - H g - H → Δ T 2 NH 3 + H 2 + 2 H g {\ displaystyle \ mathrm {2 \ H_ {3 } N {-} Hg {-} H \ {\ xrightarrow {\ Delta T}} \ 2 \ NH_ {3} + H_ {2} +2 \ Hg}}\ mathrm {2 \ H_3N {-} Hg {-} H \ \ xrightarrow {\ Delta T} \ 2 \ NH_3 + H_2 + 2 \ Hg}
  • Таллий амальгама имеет точку замерзания -58 ° C, что ниже, чем у чистой ртути (-38,8 ° C), поэтому он нашел применение в низкотемпературных термометрах.
  • Золото амальгама: Очищенное золото, тонко измельченное и приведенное в контакт с ртутью, когда поверхности обоих металлов чистые, легко и быстро амальгамируется с образованием сплавов от AuHg 2 до Au 8 Hg.
  • Свинец образует амальгаму, когда опилки смешаны с ртутью и также внесены в список встречающихся в природе сплавов под названием свинецамальгама в классификации Никеля – Штрунца.

Стоматологическая амальгама

Зубная пломба из амальгамы

Стоматология использовала сплавы ртути с такими металлами, как серебро, медь, индий, олово и цинк. Амальгама - «отличный и универсальный реставрационный материал», который используется в стоматологии по ряду причин. Он недорогой и относительно простой в использовании и манипулировании во время размещения; он остается мягким в течение короткого времени, поэтому его можно упаковать, чтобы заполнить любой неправильный объем, а затем он образует твердый состав. Амальгама обладает большей долговечностью по сравнению с другими материалами для прямой реставрации, такими как композит. Однако эта разница уменьшилась с постоянным развитием композитных смол.

Амальгаму обычно сравнивают с композитами на основе смолы, потому что многие области применения аналогичны, а многие физические свойства и стоимость сопоставимы.

В июле 2018 года ЕС запретил амальгаму для лечения зубов детей до 15 лет, а также беременных и кормящих женщин.

Использование в горнодобывающей промышленности

Ртуть использовалась в добыче золота и серебра из-за удобства и легкости соединения ртути и драгоценных металлов. При разработке россыпей золота, при которой мельчайшие частицы золота вымываются из отложений песка или гравия, ртуть часто использовалась для отделения золота от других тяжелых минералов.

После того, как весь практический металл был извлечен из руды, ртуть распределялась по длинной медной ванне, которая образовывала тонкий слой ртути снаружи. Затем отработанная руда перемещалась в желоб, и золото в отходах смешивалось с ртутью. Затем это покрытие соскребали и очищали испарением, чтобы избавиться от ртути, оставив после себя золото высокой чистоты.

Амальгамирование ртути было впервые использовано на серебряных рудах с развитием патио процесса в Мексике в 1557 году. Существовали также дополнительные процессы амальгамирования, которые были созданы для обработки серебряных руд, включая панамальгамирование и процесс мойки.

Золотая амальгама

Добыча золота (добыча)

Золотая амальгама доказала свою эффективность там, где золотая мелочь («мучное золото») не может быть извлечена из руды с помощью гидромеханических методов.. Большие количества ртути использовались при добыче россыпей, где месторождения, состоящие в основном из разложившейся гранитной суспензии, разделялись длинными партиями «коробок с ротором», при этом ртуть сбрасывалась в начале процесса. Образовавшаяся амальгама представляет собой тяжелую твердую массу тускло-серого цвета. (Использование ртути при разработке россыпей в XIX веке в Калифорнии, в настоящее время запрещенное, вызвало серьезные проблемы с загрязнением окружающей среды речных и устьевых водоемов, продолжающиеся и по сей день.) Иногда любители находят значительные частицы амальгамы в нижнем течении реки и дне ручьев горняки в мокрых костюмах ищут золотые самородки с помощью водяного вакуумного / земснаряда с приводом от двигателя, установленного на поплавке.

Добыча золота (обработка руды)

Внутри Мертвого леса Terra Gold Штамповая фабрика. Измельченная руда смывается с медных листов, покрытых ртутью, и мелкие частицы золота образуют амальгаму с ртутью. Амальгаму соскабливали, а затем золото отделяли от амальгамы путем нагревания и испарения ртути, которую затем извлекали с помощью конденсатора для повторного нанесения на пластины.

Где штамповочные мельницы использовались для измельчения золотосодержащей руды до мелочи, часть процесса добычи включала использование смоченных ртутью медных пластин, поверх которых промывалась измельченная мелочь. Периодическое соскабливание и повторная ртутная обработка пластины привели к получению амальгамы для дальнейшей обработки.

Извлечение золота (ретортация)

Амальгама, полученная любым способом, затем нагревается в дистилляционной реторте, извлекая ртуть для повторного использования и оставляя золото. Поскольку при этом в атмосферу выделяются пары ртути, процесс может вызвать неблагоприятные последствия для здоровья и долгосрочное загрязнение.

Сегодня амальгамирование ртути заменено другими методами извлечения золота и серебра из руды в развитых странах. Опасности, связанные с токсичными ртутными отходами, сыграли важную роль в отказе от процессов амальгамирования ртути. Однако ртутное амальгамирование по-прежнему регулярно используется мелкими золотодобывающими предприятиями (часто нелегально), особенно в развивающихся странах.

Зонд амальгамы
Зонд амальгамы

Соли ртути, по сравнению с металлической ртутью и амальгамами, очень токсичны из-за их растворимости в воде. Присутствие этих солей в воде можно обнаружить с помощью зонда, который использует готовность ионов ртути к образованию амальгамы с медью. Раствор исследуемых солей азотной кислоты наносят на кусок медной фольги, и любые присутствующие ионы ртути оставляют пятна амальгамы серебристого цвета. Ионы серебра оставляют аналогичные пятна, но легко смываются, что позволяет отличить серебро от ртути.

окислительно-восстановительная реакция, в которой ртуть окисляет медь:

Hg + Cu → Hg + Cu.
Токсичность

Стоматологическая амальгама была изучена и обычно считается безопасным для человека, хотя достоверность некоторых исследований и их выводов подвергается сомнению. В июле 2018 года ЕС запретил амальгаму для стоматологического лечения детей до 15 лет, а также беременных или кормящих женщин.

См. Также
Ссылки
Дополнительная литература
  • Прандтль, В.: Хамфри Дэви, Йенс Якоб Берцелиус, zwei führende Chemiker aus der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts. Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft, Штутгарт, 1948
  • Хофманн, Х., Джандер, Г.: Качественный анализ, 1972, Вальтер де Грюйтер, ISBN 3-11-003653- 3
Внешние ссылки
Последняя правка сделана 2021-06-10 15:57:33
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте