汞齊

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银汞矿,银与汞的天然合金

汞齐(Amalgam),亦称为软银,为与其他金属合金,根据汞的比例,可能成固态,膏状或液态。

这些合金是通过金属键形成的[1]传导电子的静电吸引力将所有带正电的金属离子结合在一起形成晶格结构[2]几乎所有金属都可溶于汞,除了[來源請求]银汞齐牙科中很重要。汞齐用于矿石中提取金。牙科使用了汞与银、铜、铟、锡和锌等金属的合金填充牙齿。汞齐被中国古代道教认做是长生不老药的成分之一。

重要的汞齐[编辑]

锌汞齐[编辑]

锌汞齐可用于有机合成(例如用于克莱门森还原反应)。[3]它是琼斯还原器中的还原剂,用于分析化学。以前干电池的锌板用少量的汞混合,以防止储存变质。它是汞和锌的二元溶液(液-固)。

钾汞齐[编辑]

对于碱金属来说,汞齐是放热的,可以识别出不同的化学形式,例如KHg和KHg2[4]KHg是一种金色化合物,熔点为178°C,KHg2是一种银色化合物,熔点为278°C。这些汞齐对空气和水非常敏感,但可以在干燥的氮气下使用。Hg-Hg距离约为300pm,Hg-K约为358pm。[4]

K5Hg7和KHg11相也是已知的;的十一汞化物是已知且同构的。钠汞齐 (NaHg2) 具有不同的结构,汞原子形成六边形层,钠原子呈直链状,适合六边形层中的孔,但钾原子太大,这种结构无法在 KHg2实现。

钠汞齐[编辑]

汞齐是氯碱法的副产品,在有机和无机化学中用作重要的还原剂。遇水分解成氢氧化钠、氢气和汞,然后重新返回氯碱工业。如果使用无水酒精代替水,则会生成钠的醇盐而不是碱溶液。

铝汞齐[编辑]

可以通过与汞反应形成汞齐。铝汞齐可以通过在汞中研磨铝粒或铝丝来制备,或者通过让铝丝或铝箔与氯化汞溶液反应制备。这种汞齐用作还原化合物的试剂,例如将亚胺还原为。铝是最终的电子供体,而汞用于介导电子转移。[5]反应本身及其产生的废物都含有汞,因此需要特殊的安全预防措施和处置方法。作为一种更环保的替代品,氢化物或其他还原剂通常可用于实现相同的合成结果。另一种环境友好的替代品是铝和的合金,它同样通过防止铝形成氧化层而使铝更具反应性。

锡汞齐[编辑]

锡汞齐在19世纪中叶被用作反射镜涂层[6]

其他汞齐[编辑]

已知有多种汞合金,它们主要在研究环境中引起人们的兴趣。

  • 汞齐是一种灰色、柔软、海绵状的物质,由汉弗里·戴维约恩斯·雅各布·贝尔塞柳斯于1808 年发现。它在室温下或与水或酒精接触时很容易分解:
  • 汞齐的冰点为-58°C,低于纯汞的冰点(-38.8°C),因此可用于低温温度计。
  • 汞齐:用于精制金,当精细研磨并与汞接触时,汞齐容易快速地形成从AuHg2到Au8Hg的合金。[7]

牙科用汞齐[编辑]

牙科用汞齐填充物

牙科中使用了一种汞与银、等金属的合金。汞齐是一种“优秀且用途广泛的修复材料”,[8]出于多种原因用于牙科。它价格便宜,并且在放置过程中相对易于使用和操作;它在短时间内保持柔软,因此可以包装以填充任何不规则的体积,然后形成坚硬的化合物。 与其他直接修复材料(例如复合材料)相比,汞合金具有更长的使用寿命。 然而,这种差异随着复合树脂的不断发展而减少。

汞齐通常与树脂基复合材料进行比较,因为许多应用是相似的,并且许多物理性能和成本是可比的。

采矿中的使用[编辑]

汞已被用于金银开采,因为汞和贵金属很容易融合。在金砂矿开采中,从沙子或砾石矿床中冲刷出微小的金粒,通常使用汞将金与其他重矿物分离。

在从矿石中取出所有实用金属后,将汞从一个长长的铜槽中倒出来,在外部形成一层薄薄的汞涂层。然后将废矿石转移到槽中,废料中的金与汞混合。然后将这种涂层刮掉并通过蒸发精制以去除汞,留下一些高纯度的金。

随着1557年墨西哥天井工艺的发展,汞齐化首次用于银矿石。

汞齐探针[编辑]

汞齐探针

与汞金属和汞齐相比,汞盐因其在水中的溶解度而具有剧毒。可以使用探针检测水中这些盐的存在,该探针利用汞离子与铜形成汞齐的状态。将待测的硝酸盐溶液涂在一块铜箔上,任何存在的汞离子都会留下银色汞合金的斑点。银离子会留下类似的斑点,但很容易被冲走,这使其成为区分银和汞的一种方法。

汞氧化铜的氧化还原反应是:

Hg2+ + Cu → Hg + Cu2+

毒性[编辑]

牙科用汞齐已经过研究,通常被认为对人类是安全的,[9][10]尽管一些研究及其结论的有效性受到质疑。[11]2018年7月,欧盟禁止将汞合金用于15岁以下儿童以及孕妇或哺乳期妇女的牙科治疗。[12]

参考资料[编辑]

  1. ^ Callister, W. D. "Materials Science and Engineering: An Introduction" 2007, 7th edition, John Wiley and Sons, Inc. New York, Section 4.3 and Chapter 9.
  2. ^ Mercury Amalgamation. 
  3. ^ Ham, Peter "Zinc amalgam" in e-EROS Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis (2001). doi:10.1002/047084289X.rz003
  4. ^ 4.0 4.1 E J Duwell; N C Baenziger. The Crystal Structures of KHg and KHg2. Acta Crystallogr. 1955, 8 (11): 705–710. doi:10.1107/S0365110X55002168可免费查阅. 
  5. ^ Emmanuil I. Troyansky and Meghan Baker "Aluminum Amalgam" in e-EROS Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis 2016, doi:10.1002/047084289X.ra076.pub2
  6. ^ Die Sendung mit der Maus, Sachgeschichte vom Spiegel. [2009-04-24]. (原始内容存档于17 April 2009) (德语). 
  7. ^ Mercury Amalgamation. mine-engineer.com. [8 April 2018]. 
  8. ^ Bharti, Ramesh; Wadhwani, Kulvinder Kaur; Tikku, Aseem Prakash; Chandra, Anil. Dental amalgam: An update. Journal of Conservative Dentistry. 2010, 13 (4): 204–208. ISSN 0972-0707. PMC 3010024可免费查阅. PMID 21217947. doi:10.4103/0972-0707.73380. 
  9. ^ The "Mercury Toxicity" Scam:: How Anti-Amalgamists Swindle People. www.quackwatch.com. 
  10. ^ Statement on Dental Amalgam. www.ada.org. 
  11. ^ Mutter, Joachim. Is dental amalgam safe for humans? The opinion of the scientific committee of the European Commission. Journal of Occupational Medicine and Toxicology. 13 January 2011, 6 (1): 2. PMC 3025977可免费查阅. PMID 21232090. doi:10.1186/1745-6673-6-2. 
  12. ^ Mercury Regulation EU. www.europa.eu. 

外部链接[编辑]