Амальгама

Что такое амальгама

От французского amalgame, — приспособление для смягчения ударов — металлическая система, одним из компонентов которой является ртуть Hg.

Один  из древнейших материалов (известен более 2000 лет), широкое применение к-рого началось в 19 в.

Различают амальгаму простые, содержащие, кроме ртути, один какой-либо металл, и смешанные (сложные), которые содержат, кроме ртути, два или больше металлов.

Получение

Получают электрохимическим и химическим способами, а также прямым взаимодействием металлов и ртути.

При комнатной температуре амальгама бывает жидкие, полужидкие (суспензии) и твердые.

К жидким относятся амальгама металлов, хорошо растворимых в ртути (серебра, золота, олова, цинка, кадмия, таллия, свинца, магния и индия).

Если концентрация их не превышает предела растворимости.

К полужидким — амальгамация металлов, плохо растворимых в ртути (алюминия, кобальта, железа, титана, никеля и др.).

К твердым — амальгамация металлов, хорошо растворимых в ртути, если концентрация их превышает предел растворимости.

Амальгамы отличаются жидким состоянием в широком диапазоне т-р, инертностью по отношению к некоторым агрессивным средам, хорошими теплофизическими свойствами, высокой плотностью.

Некоторые интерметаллические соединения ртути с металлами обладают полупроводниковыми и сверхпроводящими св-вами.

Амальгамированные поверхности защищают некоторые металлические изделия, примером может служить цинковые, от действия серной кислоты.

Применение

Широкое применение получили жидкие амальгам, на основе к-рых создана амальгамная металлургия индия, кадмия, таллия, свинца и галлия.

Амальгама  золота применяют для золочения изделий из серебра, меди, латуни и бронзы. Изучается возможность применения в качестве теплоносителей в черной металлургии.

Твердые амальгамы используют в стоматологии (сплав 59—66% Hg, 32—37% Сu, 2—4% Zn), как припой (сплав 4% Hg, 3% Sn, 93% Pb), в производстве зеркал (сплав 30% Hg, 70% Sn).

Несколько ограничивает применение амальгамы токсичность ртути.

Еще одно замечательное свойство ртути: способность растворять другие металлы, образуя твердые или жидкие растворы — амальгамы.

Некоторые из них, например амальгамы серебра и кадмия, химически инертны и тверды при температуре человеческого тела, но легко размягчаются при нагревании.

Из них делают зубные пломбы. Амальгаму таллия, затвердевающую только при—60° С, применяют в специальных конструкциях низкотемпературных термометров.

Старинные зеркала были покрыты не тонким слоем серебра, как это делается сейчас, а амальгамой, в состав которой входило 70% олова и 30% ртути.

В прошлом амальгамация была важнейшим технологическим процессом при извлечении золота из руд. В XX столетии она не выдержала конкуренции и уступила более совершенному процессу — цианированию.

Однако старый процесс находит применение и сейчас, главным образом при извлечении золота, тонко вкрапленного в руду.

В получении хлора и едкого натра

Зато натрий, например, амальгамируется очень легко. Амальгама натрия легко разлагается водой. Эти два обстоятельства сыграли и продолжают играть очень важную роль в хлорной промышленности.

При выработке хлора и едкого натра методом электролиза поваренной соли используют катоды из металлической ртути.

Для получения тонны едкого натра нужно от 125 до 400 г элемента Hg. Сегодня хлорная промышленность-один из самых массовых потребителей металлической ртути.

Какие металлы не поддаются амальгамации

Некоторые металлы, в частности железо, кобальт, никель, практически не поддаются амальгамации.

Это позволяет транспортировать жидкий металл в емкостях из простой стали. (Особо чистую ртуть перевозят в таре из стекла, керамики или пластмассы.)

Кроме железа и его аналогов, не амальгамируются тантал, кремний, рений, вольфрам, ванадий, бериллий, титан, марганец и молибден, то есть почти все металлы, применяемые для легирования стали.

Это значит, что и легированной стали ртуть нестрашна.

Лит.: Гавзе М. Н. Взаимодействие ртути с металлами и сплавами.

Часто задаваемые вопросы, ответы?