Aluminium amalgam

Aluminium kan bilda ett amalgam i lösning med kvicksilver . Aluminiumamalgam kan framställas genom att antingen mala aluminiumpellets eller tråd i kvicksilver, eller genom att låta aluminiumtråd reagera med en lösning av kvicksilver(II)klorid i vatten.

Detta amalgam används som ett kemiskt reagens för att reducera föreningar, såsom reduktion av iminer till aminer . Aluminiumet är den ultimata elektrondonatorn, och kvicksilvret tjänar till att förmedla elektronöverföringen.

Reaktionen och avfallet från den innehåller kvicksilver, så speciella säkerhetsåtgärder och kasseringsmetoder behövs. Som ett miljövänligare alternativ kan hydrider eller andra reduktionsmedel ofta användas för att uppnå samma syntetiska resultat. En legering av aluminium och gallium föreslogs som en metod för vätegenerering, eftersom galliumet gör aluminiumet mer reaktivt genom att förhindra det från att bilda ett oxidskikt. Kvicksilver har samma effekt på aluminium, men fyller också ytterligare funktioner relaterade till elektronöverföring som gör aluminiumamalgam användbara för vissa reaktioner som inte skulle vara möjliga med gallium.

Reaktivitet

Aluminium som utsätts för luft skyddas vanligtvis av ett molekyltunt lager av sin egen oxid. Detta aluminiumoxidskikt fungerar som en skyddande barriär mot det underliggande ooxiderade aluminiumet och förhindrar sammansmältning. Ingen reaktion sker när oxiderat aluminium utsätts för kvicksilver. Men om något elementärt aluminium exponeras (även av en ny repa), kan kvicksilvret kombineras med det för att bilda amalgamet. Denna sammanslagning kan fortsätta långt bortom det känsliga aluminium som exponerades, och potentiellt reagera med en stor mängd råaluminium innan det slutligen tar slut.

Nettoresultatet liknar de kvicksilverelektroder som ofta används inom elektrokemi , men istället för att tillhandahålla elektroner från en elektrisk källa, tillhandahålls de av aluminiumet som oxideras i processen. Reaktionen som sker vid ytan av amalgamet kan faktiskt vara en hydrering snarare än en reduktion.

Närvaron av vatten i lösningen är enligt uppgift nödvändig; det elektronrika amalgamet kommer att oxidera aluminium och reducera H ⁺ från vatten, vilket skapar aluminiumhydroxid (Al(OH) ₃ ) och vätgas (H ₂ ). ^{[ motsägelsefullt ]} Elektronerna från aluminiumet reducerar kvicksilver Hg ²⁺ jon ^{[ förtydligande behövs ]} till metalliskt kvicksilver. Det metalliska kvicksilvret kan då bilda ett amalgam med den exponerade aluminiummetallen. Det sammanslagna aluminiumet oxideras sedan av vatten, vilket omvandlar aluminiumet till aluminiumhydroxid och frigör fritt metalliskt kvicksilver. Det genererade kvicksilvret cirkulerar sedan genom dessa två sista steg tills aluminiummetallförrådet är slut.

{\ce {2Al + 3Hg^2+ + 6H2O -> 2Al(OH)3 + 6H+ +3Hg}}

{\ce {Hg + Al -> Hg*Al}}

{\ce {2 Hg*Al + 6 H2O -> 2 Al(OH)3 + 2 Hg + 3 H2}}

På grund av aluminiumamalgams reaktivitet läggs restriktioner på användning och hantering av kvicksilver i anslutning till aluminium. I synnerhet är stora mängder kvicksilver inte tillåtna ombord på flygplan under de flesta omständigheter på grund av risken för att det bildar amalgam med exponerade aluminiumdelar i flygplanet. Även transport och förpackning av kvicksilverinnehållande termometrar och barometrar är kraftigt begränsade. Oavsiktliga kvicksilverspill i flygplan leder ibland till att försäkringen avskrivs .

Se även

externa länkar