stringtranslate.com

Амальгама натрия

Синтез амальгамы натрия

Амальгама натрия , с общей формулой Na(Hg), представляет собой сплав ртути и натрия . Термин амальгама используется для сплавов, интерметаллических соединений и растворов ( как твердых, так и жидких), содержащих ртуть в качестве основного компонента. Амальгамы натрия часто используются в реакциях в качестве сильных восстановителей с лучшими свойствами обработки по сравнению с твердым натрием. Они менее опасны в реакции 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 состав

Никакой конкретной формулы не присвоено «амальгаме натрия». Na 5 Hg 8 и Na 3 Hg являются хорошо определенными соединениями. В амальгамах натрия расстояния Hg-Hg расширены примерно до 5 Å по сравнению с примерно 3 Å для самой ртути. [3] Обычно амальгамы классифицируются по весовому проценту натрия. Амальгамы с 2% Na являются твердыми веществами при комнатной температуре, 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 известно своей опасностью возникновения искр. [5] Процесс вызывает локальное кипение ртути, и по этой причине образование обычно проводится в вытяжном шкафу и часто выполняется с использованием безвоздушных технологий , таких как синтез под безводным жидким парафином. Амальгаму натрия можно приготовить в лаборатории путем растворения металлического натрия в ртути или наоборот. [6] [7] [8] Амальгамы натрия можно приобрести в магазинах химических поставок.

Использует

Амальгама натрия использовалась в органической химии как мощный восстановитель , который безопаснее в обращении, чем сам натрий. Она используется в деградации Эмде , а также для восстановления ароматических кетонов до гидролов. [9]

В конструкции натриевой лампы высокого давления используется амальгама натрия , обеспечивающая получение нужного цвета за счет натрия и ртути, которая позволяет регулировать электрические характеристики лампы.

Электролиз с использованием ртутных ячеек

Амальгама натрия является побочным продуктом хлора , полученного при электролизе в ртутной ячейке . В этой ячейке рассол (концентрированный раствор хлорида натрия ) подвергается электролизу между жидким ртутным катодом и титановым или графитовым анодом . На аноде образуется хлор, в то время как натрий, образовавшийся на катоде, растворяется в ртути, образуя амальгаму натрия. Обычно эта амальгама натрия отводится и реагирует с водой в «ячейке разложения» для получения газообразного водорода , концентрированного раствора гидроксида натрия и ртути, которая будет перерабатываться в ходе процесса. В принципе, вся ртуть должна быть полностью переработана, но неизбежно небольшая ее часть пропадает. Из-за опасений по поводу утечки этой ртути в окружающую среду процесс с использованием ртутной ячейки обычно заменяется установками, которые используют менее токсичный катод.

Ссылки

  1. ^ Аткинсон, Э. (1862). "XLI. Химические заметки из иностранных журналов". Лондонский, Эдинбургский и Дублинский философский журнал и научный журнал . 24 (161): 305–311. doi :10.1080/14786446208643359.
  2. ^ Ванклин, Дж. Альфред (1866). «XII.—О новом методе формирования металлоорганических тел». J. Chem. Soc . 19 : 128–130. doi :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, John Wiley. doi :10.1002/047084289X.rs040
  5. ^ W.4r B. Renfrow Jr и CR Hauser (1993). "Трифенилметил натрия". Органические синтезы{{cite journal}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ); Собрание томов , т. 2, стр. 607.
  6. ^ 3% Na в Hg: Babcock, SH; Lankelma, HP; Vopicka, E. (2007). "Амальгама натрия". Неорганические синтезы . Том 1. С. 10–11. doi :10.1002/9780470132326.ch4. ISBN 978-0-470-13232-6. {{cite book}}: |journal=проигнорировано ( помощь )
  7. ^ см. примечания в Richard N. McDonald и Charles E. Reineke (1988). "транс-3,5-циклогексадиен-1,2-дикарбоновая кислота". Органические синтезы; Собрание томов , т. 6, стр. 461.
  8. ^ Процедура получения Na(Hg) путем добавления Na к Hg: Тони CT Чанг, Майрон Розенблюм и Нэнси Симмс (1993). «Винилирование енолятов с помощью эквивалента винильного катиона». Органические синтезы{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ); Собрание томов , т. 8, стр. 479.
  9. ^ Бахманн, У. Э. (февраль 1933 г.). «Механизм восстановления амальгамой натрия и спиртом. I. Восстановление ароматических кетонов до гидролов». Журнал Американского химического общества . 55 (2): 770–774. doi :10.1021/ja01329a051. ISSN  0002-7863.

Внешние ссылки