Амальгамы натрия , который обычно обозначается Na (Hg), представляет собой сплав из ртути и натрия . Термин амальгама используется для сплавов, интерметаллических соединений и растворов (как твердых, так и жидких растворов), в которых ртуть является основным компонентом. Натриевые амальгамы часто используются в реакциях в качестве сильных восстановителей с лучшими эксплуатационными характеристиками по сравнению с твердым натрием. Они менее опасны по отношению к воде и фактически часто используются в виде водной суспензии.
Амальгама натрия использовалась в качестве реагента еще в 1862 г. [1] Метод синтеза был описан Дж. Альфредом Ванклином в 1866 г. [2]
Состав и состав
«Амальгаме натрия» не присвоено никакой конкретной формулы. Na 5 Hg 8 и Na 3 Hg - четко определенные соединения. В амальгамах натрия расстояния Hg-Hg увеличиваются примерно до 5 Å по сравнению с примерно 3 Å для самой ртути. [3] Обычно амальгамы классифицируются по весу натрия. Амальгамы с 2% Na являются твердыми веществами при комнатной температуре, тогда как некоторые более разбавленные амальгамы остаются жидкими. [4]
Подготовка
Металлический натрий растворяется в ртути экзотермически , то есть с выделением тепла, поэтому образование амальгамы натрия, как известно, опасно для образования искр. [5] Процесс вызывает локальное кипение ртути, и по этой причине образование обычно проводится в вытяжном шкафу и часто осуществляется безвоздушными методами , такими как синтез в безводном жидком парафине. Амальгаму натрия можно приготовить в лаборатории путем растворения металлического натрия в ртути или наоборот. [6] [7] [8] Натриевые амальгамы можно приобрести в магазинах химикатов.
Использует
Амальгама натрия используется в органической химии как мощный восстановитель , с которым безопаснее обращаться, чем с самим натрием. Он используется для разложения Эмде , а также для восстановления ароматических кетонов до гидролей. [9]
Амальгама натрия используется в конструкции натриевой лампы высокого давления, обеспечивая натрий для получения нужного цвета и ртуть для изменения электрических характеристик лампы.
Электролиз ртутных элементов
Амальгамы натрия является побочным продуктом из хлора производства ртутных элементов электролиза . В этой ячейке рассол (концентрированный раствор хлорида натрия) подвергается электролизу между жидким ртутным катодом и титановым или графитовым анодом . Хлор образуется на аноде, а натрий, образующийся на катоде, растворяется в ртути, образуя амальгаму натрия. Обычно эта натриевая амальгама отводится и реагирует с водой в «ячейке разложения» с образованием газообразного водорода , концентрированного раствора гидроксида натрия и ртути, которую необходимо рециркулировать в процессе. В принципе, вся ртуть должна быть полностью переработана, но неизбежно теряется небольшая часть. Из-за опасений по поводу утечки этой ртути в окружающую среду процесс производства ртутных элементов обычно заменяется установками, в которых используется менее токсичный катод.
Рекомендации
- ^ Аткинсон, Э. (1862). "XLI. Химические заметки из зарубежных журналов". Лондонский, Эдинбургский и Дублинский философский журнал и научный журнал . 24 (161): 305–311. DOI : 10.1080 / 14786446208643359 .
- ^ Ванклин, Дж. Альфред (1866). «XII. - О новом способе формования металлоорганических тел» . J. Chem. Soc . 19 : 128–130. DOI : 10.1039 / JS8661900128 .
- ^ Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN 978-0-08-037941-8.
- ^ Keith R. Buszek "Амальгама натрия" в Энциклопедии Реагенты для органического синтеза, 2001, John Wiley. DOI : 10.1002 / 047084289X.rs040
- ^ W.4r Б. Ренфроу-младший и Ч. Р. Хаузер (1993). «Трифенилметил натрия» . Органический синтез .; Сборник , 2 , стр. 607
- ^ 3% Na в Hg: Бэбкок, SH; Ланкельма, HP; Вопицкая, Э. (1939). Амальгама натрия . Неорг. Synth. Неорганические синтезы. 1 . п. 10. DOI : 10.1002 / 9780470132326.ch4 . ISBN 978-0-470-13232-6.
- ^ см. примечания в Ричард Н. Макдональд и Чарльз Э. Рейнеке (1988). «транс-3,5-циклогексадиен-1,2-дикарбоновая кислота» . Органический синтез .; Коллективный том , 6 , с. 461
- ^ Процедура получения Na (Hg) путем добавления Na к Hg: Тони К. Т. Чанг, Майрон Розенблюм и Нэнси Симмс (1993). «Винилирование енолатов эквивалентом винилового катиона» . Органический синтез .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ); Сборник , 8 , с. 479
- ^ Бахманн В.Е. (февраль 1933 г.). "Механизм восстановления амальгамой натрия и спиртом. I. Восстановление ароматических кетонов до гидролей". Журнал Американского химического общества . 55 (2): 770–774. DOI : 10.1021 / ja01329a051 . ISSN 0002-7863 .
Внешние ссылки
- Оксфордский паспорт безопасности материалов