stringtranslate.com

Амальгама натрия

Синтез амальгамы натрия

Амальгама натрия с общей формулой Na(Hg) представляет собой сплав ртути и натрия . Термин «амальгама» используется для обозначения сплавов, интерметаллических соединений и растворов (как твердых, так и жидких), содержащих ртуть в качестве основного компонента. Амальгамы натрия часто используются в реакциях как сильные восстановители с лучшими эксплуатационными характеристиками по сравнению с твердым натрием. Они менее опасно реагируют с водой и фактически часто используются в виде водной суспензии.

Амальгама натрия использовалась в качестве реагента еще в 1862 году. [1] Метод синтеза был описан Дж. Альфредом Ванклином в 1866 году. [2]

Структура и составы

Никакой конкретной формулы «амальгаме натрия» не присвоено. Na 5 Hg 8 и Na 3 Hg являются четко определенными соединениями. В амальгамах натрия расстояния Hg-Hg увеличиваются примерно до 5 Å по сравнению с примерно 3 Å для самой ртути. [3] Обычно амальгамы классифицируют по весовому проценту натрия. Амальгамы с 2% Na при комнатной температуре являются твердыми веществами, тогда как некоторые более разбавленные амальгамы остаются жидкими. [4]

Фазовая диаграмма системы сплава натрий-ртуть.

Подготовка

Металлический натрий растворяется в ртути экзотермически , т. е. с выделением тепла, поэтому образование амальгамы натрия опасно искрообразованием. [5] Этот процесс вызывает локальное кипение ртути, и по этой причине образование обычно проводится в вытяжном шкафу и часто выполняется с использованием безвоздушных методов , таких как синтез в безводном жидком парафине. Амальгаму натрия можно получить в лаборатории растворением металлического натрия в ртути или наоборот. [6] [7] [8] Амальгамы натрия можно приобрести в магазинах химической продукции.

Использование

Амальгама натрия использовалась в органической химии как мощный восстановитель , обращаться с которым безопаснее, чем с самим натрием. Он используется при деградации Эмде , а также для восстановления ароматических кетонов до гидролов. [9]

В конструкции натриевой лампы высокого давления используется амальгама натрия , обеспечивающая натрий для получения нужного цвета и ртуть для настройки электрических характеристик лампы.

Электролиз на ртутной ячейке

Амальгама натрия — побочный продукт хлора , получаемый электролизом в ртутных элементах . 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 амальгама натрия отводится и подвергается реакции с водой в «ячейке разложения» с образованием газообразного водорода, концентрированного раствора гидроксида натрия и ртути, которые подлежат вторичной переработке в процессе. В принципе, вся ртуть должна быть полностью переработана, но небольшая ее часть неизбежно теряется. Из-за опасений по поводу утечки этой ртути в окружающую среду процесс ртутных элементов обычно заменяется установками, в которых используется менее токсичный катод.

Рекомендации

  1. ^ Аткинсон, Э. (1862). «XLI. Химические заметки из зарубежных журналов». Лондонский, Эдинбургский и Дублинский философский журнал и научный журнал . 24 (161): 305–311. дои : 10.1080/14786446208643359.
  2. ^ Ванклин, Дж. Альфред (1866). «XII.— О новом способе формирования металлоорганических тел». Дж. Хим. Соц . 19 : 128–130. дои : 10.1039/JS8661900128.
  3. ^ Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN 978-0-08-037941-8.
  4. ^ Кейт Р. Бушек «Амальгама натрия» в Энциклопедии реагентов для органического синтеза, 2001, Джон Уайли. дои : 10.1002/047084289X.rs040
  5. ^ W.4r Б. Ренфроу-младший и CR Хаузер (1993). «Трифенилметил натрия». Органические синтезы{{cite journal}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ); Сборник томов , т. 2, с. 607.
  6. ^ 3% Na в ртути: Бэбкок, SH; Ланкельма, HP; Вопичка, Э. (2007). «Амальгама натрия». Неорганические синтезы . Том. 1. С. 10–11. дои : 10.1002/9780470132326.ch4. ISBN 978-0-470-13232-6. {{cite book}}: |journal=игнорируется ( помощь )
  7. ^ см. примечания к Ричарду Н. Макдональду и Чарльзу Э. Рейнеке (1988). «Транс-3,5-Циклогексадиен-1,2-дикарбоновая кислота». Органические синтезы; Сборник томов , т. 6, с. 461.
  8. ^ Процедура получения Na (Hg) путем добавления Na к Hg: Тони К. Т. Чанг, Майрон Розенблюм и Нэнси Симмс (1993). «Винилирование енолятов эквивалентом винилкатиона». Органические синтезы{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ); Сборник томов , т. 8, с. 479.
  9. ^ Бахманн, МЫ (февраль 1933 г.). «Механизм восстановления амальгамой натрия и спиртом. I. Восстановление ароматических кетонов до гидролов». Журнал Американского химического общества . 55 (2): 770–774. дои : 10.1021/ja01329a051. ISSN  0002-7863.

Внешние ссылки