Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Для использования в других целях, см Амальгама (значения) .
Аркверит , природная смесь серебра и ртути

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 формируются через металлическую связь , [1] с электростатической силой притяжения из электронов проводимости рабочих , чтобы связать все ионы положительно заряженные металлические вместе в структуру кристаллической решетки . [2] Почти все металлы могут образовывать амальгамы с ртутью, за исключением железа , платины , вольфрама и тантала . Сереброамальгамы ртути важны в стоматологии , а амальгама золото- ртуть используется при извлечении золота из руды . В стоматологии используются сплавы ртути с такими металлами, как серебро, медь, индий, олово и цинк.

Важные амальгамы [ править ]

Амальгама цинка [ править ]

Амальгама цинка находит применение в органическом синтезе (например, для восстановления Клемменсена ). [3] Это восстановитель в восстановителе Джонса , который используется 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 [ править ]

Для щелочных металлов амальгамирование является экзотермическим, и можно идентифицировать различные химические формы, такие как KHg и KHg 2 . [4] 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. [4]

Также известны фазы K 5 Hg 7 и KHg 11 ; ундекамеркуриды рубидия , стронция и бария известны и изоструктурны. Амальгама натрия (NaHg 2 ) имеет другую структуру: атомы ртути образуют гексагональные слои, а атомы натрия - линейную цепочку, которая вписывается в отверстия в гексагональных слоях, но атом калия слишком велик, чтобы эта структура работала в KHg. 2 .

Амальгама натрия [ править ]

Основная статья: амальгама натрия

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

Алюминиевая амальгама [ править ]

Основная статья: Алюминиевая амальгама

Алюминий может образовывать амальгаму в результате реакции со ртутью. Алюминиевая амальгама может быть приготовлена ​​путем измельчения алюминиевых гранул или проволоки в ртути или путем взаимодействия алюминиевой проволоки или фольги с раствором хлорида ртути . Эта амальгама используется в качестве реагента для восстановления соединений, например восстановления иминов до аминов. Алюминий является конечным донором электронов, а ртуть обеспечивает перенос электронов. [5]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 восстанавливающие агенты. Другой экологически чистой альтернативой является сплав алюминия и галлия, который аналогичным образом делает алюминий более химически активным, препятствуя образованию оксидного слоя.

Олово амальгама [ править ]

Оловянная амальгама использовалась в середине 19 века в качестве отражающего зеркального покрытия . [6]

Другие амальгамы [ править ]

Известны различные амальгамы, представляющие интерес в основном с исследовательской точки зрения.

  • 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:
  • Амальгама таллия имеет температуру замерзания -58 ° C, что ниже, чем у чистой ртути (-38,8 ° C), поэтому она нашла применение в низкотемпературных термометрах.
  • Золотая амальгама: Очищенное золото при тонком измельчении и контакте с ртутью, когда поверхности обоих металлов чистые, легко и быстро амальгамируется с образованием сплавов от AuHg 2 до Au 8 Hg. [7]
  • Свинец образует амальгаму, когда опилки смешиваются с ртутью [ необходима цитата ], и он также включен в список встречающихся в природе сплавов, называемых свинцовым камнем, в классификации Никеля – Штрунца . [8]

Стоматологическая амальгама [ править ]

Основная статья: Амальгама (стоматология)
Зубная пломба из амальгамы

В стоматологии используются сплавы ртути с такими металлами, как серебро, медь , индий , олово и цинк . Амальгама является «отличным и универсальным реставрационным материалом» [9], 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 стоматологического лечения детей до 15 лет, беременных и кормящих женщин. [10]

Использование в майнинге [ править ]

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 была распределена по длинной медной ванне, которая образовывала тонкий слой ртути снаружи. Затем пустая руда перемещалась в желоб, и золото в отходах объединялось 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 процесса внутреннего дворика в Мексике в 1557 году. Существовали также дополнительные процессы амальгамирования, которые были созданы для обработки серебряных руд, включая амальгамирование панелей и процесс Уошу.

Золотая амальгама [ править ]

Добыча золота (добыча) [ править ]

Золотая амальгама оказалась эффективной там, где золотая мелочь («мучное золото») не может быть извлечена из руды с использованием гидромеханических методов. Большое количество ртути использовалось при разработке россыпных месторождений , где залежи, состоящие в основном из разложившейся гранитной суспензии, разделялись длинными рядами «коробок с ротором», при этом ртуть сбрасывалась в начале пути. Образовавшаяся амальгама представляет собой тяжелую твердую массу тускло-серого цвета. (Использование ртути при разработке россыпей в XIX веке в Калифорнии, которое сейчас запрещено, вызвало серьезные проблемы с загрязнением окружающей среды в реках и устьях рек, которые продолжаются и по сей день.Иногда в нижнем течении реки и на дне ручьев горняки- любители в мокрых костюмах ищут золотые самородки с помощью водяного вакуумного / земснаряда с приводом от двигателя, установленного на поплавке.

Добыча золота (переработка руды) [ править ]

Интерьер фабрики по производству золотых штемпелей Deadwood Terra . Измельченная руда смывается с медных листов, покрытых ртутью, и мелкие частицы золота образуют амальгаму с ртутью. Амальгаму соскребали, а затем золото отделяли от амальгамы путем нагревания и испарения ртути, которую затем собирали конденсатором для повторного нанесения на пластины.

Там, где для измельчения золотосодержащей руды до мелочи использовались штамповочные мельницы , часть процесса извлечения 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.

Добыча золота (возражение) [ править ]

Амальгаму, полученную любым способом, затем нагревали в дистилляционной реторте, извлекая ртуть для повторного использования и оставляя золото. Поскольку при этом в атмосферу выделяются пары ртути, этот 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 [ править ]

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. Азотная кислота раствор солей под следствием наносит на кусок медной фольги, и любой Меркьюри ионов , присутствующие оставят пятна серебристого цвета амальгамы. Ионы серебра оставляют аналогичные пятна, но легко смываются, что позволяет отличить серебро от ртути.

При окислении меди ртутью происходит следующая окислительно-восстановительная реакция :

Hg 2+ + Cu → Hg + Cu 2+ .

Токсичность [ править ]

Стоматологическая амальгама была изучена и в целом считается безопасной для человека [11] [12], хотя достоверность некоторых исследований и их выводов была поставлена ​​под сомнение. [13] В июле 2018 года ЕС запретил использование амальгамы для стоматологического лечения детей до 15 лет, а также беременных и кормящих женщин. [14]

См. Также [ править ]

  • Патио процесс
  • Пан амальгамация

Ссылки [ править ]

  1. ^ Каллистер, WD «Материаловедение и инженерия: Введение» 2007, 7-е издание, John Wiley and Sons, Inc., Нью-Йорк, Раздел 4.3 и Глава 9.
  2. ^ http://mine-engineer.com/mining/minproc/MercAmal.htm
  3. ^ Хэм, Питер «Цинковая амальгама» в энциклопедии реагентов для органического синтеза e-EROS (2001). DOI : 10.1002 / 047084289X.rz003
  4. ^ a b E J Duwell; NC Baenziger (1955). «Кристаллические структуры KHg и KHg2» . Acta Crystallogr . 8 (11): 705–710. DOI : 10.1107 / S0365110X55002168 .
  5. ^ Эммануил I. Троянский и Meghan Бейкер «Алюминий Амальгама» в электронной EROS энциклопедии Реагенты для органического синтеза 2016, DOI : 10.1002 / 047084289X.ra076.pub2
  6. ^ "Die Sendung mit der Maus, Sachgeschichte vom Spiegel" (на немецком языке). Архивировано из оригинального 17 апреля 2009 года . Проверено 24 апреля 2009 .
  7. ^ «Слияние ртути» . mine-engineer.com . Проверено 8 апреля 2018 года .
  8. ^ webmineral.com/data/Leadamalgam.shtml
  9. ^ Бхарти, Рамеш; Вадхвани, Кульвиндер Каур; Тикку, Асим Пракаш; Чандра, Анил (2010). «Стоматологическая амальгама: обновление» . Журнал консервативной стоматологии: JCD . 13 (4): 204–208. DOI : 10.4103 / 0972-0707.73380 . ISSN 0972-0707 . PMC 3010024 . PMID 21217947 .   
  10. ^ «Регламент ЕС по ртути» . www.europa.eu .
  11. ^ «Мошенничество с« токсичностью ртути »:: Как противники амальгамирования обманывают людей» . www.quackwatch.com .
  12. ^ «Заявление о стоматологической амальгаме» . www.ada.org .
  13. ↑ Mutter, Joachim (13 января 2011 г.). «Безопасна ли стоматологическая амальгама для человека? Мнение научного комитета Европейской комиссии» . Журнал медицины труда и токсикологии . 6 : 2. дои : 10,1186 / 1745-6673-6-2 . PMC 3025977 . PMID 21232090 .  
  14. ^ «Регламент ЕС по ртути» . www.europa.eu .

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Прандтль, В .: Хамфри Дэви, Йенс Якоб Берцелиус, zwei führende Chemiker aus der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts . Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft, Штутгарт, 1948 г.
  • Хофманн, Х., Джандер, Г .: Качественный анализ , 1972, Вальтер де Грюйтер, ISBN 3-11-003653-3 

Внешние ссылки [ править ]

  • СМИ, связанные с Amalgam на Викискладе?
  • Словарь определения амальгамы в Викисловаре
  • Поляков, Мартын (2009). «Амальгамы» . Периодическая таблица видео . Ноттингемский университет .
  • «Амальгама»  . Американская циклопедия . 1879 г.