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Amalgama de sodio

Síntesis de amalgama de sodio

La amalgama de sodio , cuya fórmula común es Na(Hg), es una aleación de mercurio y sodio . El término amalgama se utiliza para aleaciones, compuestos intermetálicos y soluciones (sólidas y líquidas) que contienen mercurio como componente principal. Las amalgamas de sodio se utilizan a menudo en reacciones como agentes reductores fuertes con mejores propiedades de manipulación en comparación con el sodio sólido. Son menos peligrosamente reactivas con el agua y, de hecho, se utilizan a menudo como una suspensión acuosa.

La amalgama de sodio se utilizó como reactivo ya en 1862. [1] J. Alfred Wanklyn describió un método de síntesis en 1866. [2]

Estructura y composiciones

No se ha asignado ninguna fórmula particular a la "amalgama de sodio". Na 5 Hg 8 y Na 3 Hg son compuestos bien definidos. En las amalgamas de sodio, las distancias Hg-Hg se expanden a alrededor de 5 Å frente a los 3 Å del propio mercurio. [3] Por lo general, las amalgamas se clasifican según el porcentaje de peso de sodio. Las amalgamas con un 2% de Na son sólidas a temperatura ambiente, mientras que algunas amalgamas más diluidas permanecen líquidas. [4]

Diagrama de fases del sistema de aleación sodio-mercurio.

Preparación

El sodio metálico se disuelve en mercurio de forma exotérmica , es decir, con liberación de calor, por lo tanto, la formación de amalgama de sodio es famosa por ser peligrosa por generar chispas. [5] El proceso provoca una ebullición localizada del mercurio y por este motivo la formación suele realizarse en una campana extractora y a menudo se realiza utilizando técnicas sin aire , como la síntesis bajo parafina líquida anhidra. La amalgama de sodio se puede preparar en el laboratorio disolviendo sodio metálico en mercurio o al revés. [6] [7] [8] Las amalgamas de sodio se pueden comprar en tiendas de suministros químicos.

Usos

La amalgama de sodio se ha utilizado en química orgánica como un potente agente reductor , que es más seguro de manipular que el propio sodio. Se utiliza en la degradación de Emde y también para la reducción de cetonas aromáticas a hidroles. [9]

En el diseño de la lámpara de sodio de alta presión se utiliza una amalgama de sodio que proporciona sodio para producir el color adecuado y mercurio para adaptar las características eléctricas de la lámpara.

Electrólisis de celdas de mercurio

La amalgama de sodio es un subproducto del cloro que se obtiene mediante la electrólisis de una celda de mercurio . En esta celda, se electroliza salmuera (solución concentrada de cloruro de sodio ) entre un cátodo de mercurio líquido y un ánodo de titanio o grafito . El cloro se forma en el ánodo, mientras que el sodio formado en el cátodo se disuelve en el mercurio, lo que da lugar a la amalgama de sodio. Normalmente, esta amalgama de sodio se extrae y se hace reaccionar con agua en una "celda descomponedora" para producir gas hidrógeno , solución concentrada de hidróxido de sodio y mercurio que se reciclará a través del proceso. En principio, todo el mercurio debería reciclarse por completo, pero inevitablemente se pierde una pequeña parte. Debido a las preocupaciones sobre el escape de este mercurio al medio ambiente, el proceso de celda de mercurio generalmente se está reemplazando por plantas que utilizan un cátodo menos tóxico.

Referencias

  1. ^ Atkinson, E. (1862). "XLI. Avisos químicos de revistas extranjeras". Revista filosófica y revista científica de Londres, Edimburgo y Dublín . 24 (161): 305–311. doi :10.1080/14786446208643359.
  2. ^ Wanklyn, J. Alfred (1866). "XII.—Sobre un nuevo método de formación de cuerpos organometálicos". J. Chem. Soc . 19 : 128–130. doi :10.1039/JS8661900128.
  3. ^ Greenwood, Norman N. ; Earnshaw, Alan (1997). Química de los elementos (2.ª ed.). Butterworth-Heinemann . ISBN 978-0-08-037941-8.
  4. ^ Keith R. Buszek "Amalgamación de sodio" en Enciclopedia de reactivos para síntesis orgánica, 2001, John Wiley. doi :10.1002/047084289X.rs040
  5. ^ W.4r B. Renfrow Jr y CR Hauser (1993). "Trifenilmetilo de sodio". Síntesis orgánicas{{cite journal}}: CS1 maint: nombres numéricos: lista de autores ( enlace ); Volúmenes recopilados , vol. 2, pág. 607.
  6. ^ 3% Na en Hg: Babcock, SH; Lankelma, HP; Vopicka, E. (2007). "Amalgama de sodio". Síntesis inorgánica . Vol. 1. págs. 10-11. doi :10.1002/9780470132326.ch4. ISBN . 978-0-470-13232-6. {{cite book}}: |journal=ignorado ( ayuda )
  7. ^ Ver las notas de Richard N. McDonald y Charles E. Reineke (1988). "Ácido trans-3,5-ciclohexadieno-1,2-dicarboxílico". Síntesis orgánicas; Volúmenes recopilados , vol. 6, pág. 461.
  8. ^ Procedimiento para producir Na(Hg) mediante la adición de Na a Hg: Tony CT Chang, Myron Rosenblum y Nancy Simms (1993). "Vinilación de enolatos con un catión vinilo equivalente". Síntesis orgánicas{{cite journal}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace ); Volúmenes recopilados , vol. 8, pág. 479.
  9. ^ Bachmann, WE (febrero de 1933). "El mecanismo de reducción por amalgama de sodio y alcohol. I. La reducción de cetonas aromáticas a hidroles". Revista de la Sociedad Química Americana . 55 (2): 770–774. doi :10.1021/ja01329a051. ISSN  0002-7863.

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