Una amalgama es una aleación de mercurio con otro metal . Puede ser un líquido, una pasta blanda o un sólido, dependiendo de la proporción de mercurio. Estas aleaciones se forman mediante enlaces metálicos , [1] con la fuerza de atracción electrostática de los electrones de conducción trabajando para unir todos los iones metálicos cargados positivamente en una estructura de red cristalina . [2] Casi todos los metales pueden formar amalgamas con mercurio, siendo las excepciones notables el hierro , el platino , el tungsteno y el tantalio . [3] Las amalgamas de plata y mercurio son importantes en odontología , y las amalgamas de oro y mercurio se utilizan en la extracción de oro del mineral . En odontología se han utilizado aleaciones de mercurio con metales como plata, cobre, indio, estaño y zinc.
La amalgama de zinc encuentra uso en la síntesis orgánica (p. ej., para la reducción de Clemmensen ). [4] Es el agente reductor del reductor de Jones , utilizado en química analítica. Antiguamente las placas de zinc de las baterías secas se amalgamaban con una pequeña cantidad de mercurio para evitar su deterioro durante el almacenamiento. Es una solución binaria (líquido-sólido) de mercurio y zinc.
Para los metales alcalinos , la amalgamación es exotérmica y se pueden identificar distintas formas químicas, como KHg y KHg 2 . [5] KHg es un compuesto de color dorado con un punto de fusión de 178 °C, y KHg 2 un compuesto de color plateado con un punto de fusión de 278 °C. Estas amalgamas son muy sensibles al aire y al agua, pero se pueden trabajar con nitrógeno seco. La distancia Hg-Hg es de unos 300 picómetros , Hg-K de unas 358 pm. [5]
También se conocen las fases K 5 Hg 7 y KHg 11 ; Los undecamercururos de rubidio , estroncio y bario son conocidos e isoestructurales. La amalgama de sodio (NaHg 2 ) tiene una estructura diferente, con los átomos de mercurio formando capas hexagonales y los átomos de sodio una cadena lineal que encaja en los agujeros de las capas hexagonales, pero el átomo de potasio es demasiado grande para que esta estructura funcione en KHg. 2 .
La amalgama de sodio se produce como subproducto del proceso cloro-álcali y se utiliza como un importante agente reductor en química orgánica e inorgánica. Con agua se descompone en una solución concentrada de hidróxido de sodio , hidrógeno y mercurio, que luego puede volver al proceso cloro-álcali. Si en lugar de agua se utiliza alcohol absolutamente exento de agua, en lugar de la solución alcalina se produce un alcóxido de sodio.
El aluminio puede formar una amalgama mediante una reacción con el mercurio. La amalgama de aluminio se puede preparar moliendo bolitas o alambre de aluminio en mercurio, o dejando que el alambre o papel de aluminio reaccionen con una solución de cloruro de mercurio . Esta amalgama se utiliza como reactivo para reducir compuestos, como la reducción de iminas a aminas . El aluminio es el donante final de electrones y el mercurio sirve para mediar en la transferencia de electrones. [6] La reacción en sí y sus desechos contienen mercurio, por lo que se necesitan precauciones de seguridad y métodos de eliminación especiales. Como alternativa más respetuosa con el medio ambiente, a menudo se pueden utilizar hidruros u otros agentes reductores para lograr el mismo resultado sintético. Otra alternativa respetuosa con el medio ambiente es una aleación de aluminio y galio que también hace que el aluminio sea más reactivo evitando que forme una capa de óxido.
La amalgama de estaño se utilizó a mediados del siglo XIX como revestimiento reflectante de espejos . [7]
Se conocen diversas amalgamas que son de interés principalmente en el contexto de la investigación.
En odontología se han utilizado aleaciones de mercurio con metales como plata, cobre , indio , estaño y zinc . La amalgama es un "material de restauración excelente y versátil" [10] y se utiliza en odontología por diversas razones. Es económico y relativamente fácil de usar y manipular durante la colocación; permanece blando por un corto tiempo para que pueda empaquetarse para llenar cualquier volumen irregular y luego forma un compuesto duro. La amalgama posee una mayor longevidad en comparación con otros materiales de restauración directa, como el composite. Sin embargo, esta diferencia ha disminuido con el desarrollo continuo de las resinas compuestas.
La amalgama generalmente se compara con los compuestos a base de resina porque muchas aplicaciones son similares y muchas propiedades físicas y costos son comparables.
La amalgama dental ha sido estudiada y generalmente se considera segura para los humanos, [11] [12] aunque se ha cuestionado la validez de algunos estudios y sus conclusiones. [13]
En julio de 2018, la UE, considerando la persistente contaminación y la toxicidad ambiental del mercurio de las amalgamas, prohibió las amalgamas para el tratamiento dental de niños menores de 15 años y de mujeres embarazadas o en período de lactancia. [14]
El mercurio se ha utilizado en la minería de oro y plata debido a la conveniencia y facilidad con la que se amalgaman el mercurio y los metales preciosos. En la minería aluvial de oro, en la que se lavan diminutas motas de oro de los depósitos de arena o grava, se utilizaba a menudo mercurio para separar el oro de otros minerales pesados.
Después de sacar todo el metal útil del mineral, el mercurio se distribuía por una larga cubeta de cobre, que formaba una fina capa de mercurio en el exterior. Luego, el mineral residual se transfirió al canal y el oro contenido en los residuos se amalgamó con el mercurio. Luego, esta capa se rasparía y se refinaría mediante evaporación para eliminar el mercurio, dejando oro de cierta pureza.
La amalgamación con mercurio se utilizó por primera vez en minerales de plata con el desarrollo del proceso de patio en México en 1557. También se crearon procesos de amalgamación adicionales para procesar minerales de plata, incluida la amalgamación en bandeja y el proceso Washoe .
La amalgama de oro ha demostrado ser eficaz cuando los finos de oro ("oro en harina") no se pueden extraer del mineral mediante métodos hidromecánicos. Se utilizaron grandes cantidades de mercurio en la minería de placeres , donde los depósitos compuestos en gran parte por lechada de granito descompuesto se separaron en largos tramos de "cajas rápidas", y el mercurio se vertió al principio del tramo. La amalgama formada es una masa sólida pesada de color gris apagado. (El uso de mercurio en la minería de placeres del siglo XIX en California, ahora prohibido, ha causado grandes problemas de contaminación en ambientes ribereños y estuarinos, que persisten hasta el día de hoy). Se adaptaba a los mineros que buscaban pepitas de oro con la ayuda de una aspiradora/draga de agua impulsada por un motor montada sobre un flotador.
Mientras que se utilizaban molinos de sello para triturar el mineral aurífero hasta obtener finos, una parte del proceso de extracción implicaba el uso de placas de cobre humedecidas con mercurio, sobre las cuales se lavaban los finos triturados. Un raspado periódico y una nueva mercurización de la placa dieron como resultado una amalgama para su posterior procesamiento.
Luego, la amalgama obtenida mediante cualquiera de los procesos se calentaba en una retorta de destilación, recuperando el mercurio para su reutilización y dejando el oro. Como esto liberaba vapores de mercurio a la atmósfera, el proceso podría provocar efectos adversos para la salud y contaminación a largo plazo.
Hoy en día, la amalgamación de mercurio ha sido reemplazada por otros métodos para recuperar oro y plata del mineral en los países desarrollados. Los peligros de los desechos tóxicos de mercurio han desempeñado un papel importante en la eliminación gradual de los procesos de amalgamación de mercurio. Sin embargo, la amalgamación de mercurio todavía es utilizada regularmente por pequeños mineros de oro (a menudo ilegalmente), particularmente en los países en desarrollo.
Las sales de mercurio son, en comparación con el mercurio metálico y las amalgamas, muy tóxicas debido a su solubilidad en agua. La presencia de estas sales en el agua se puede detectar con una sonda que aprovecha la disposición de los iones de mercurio para formar una amalgama con cobre. Se aplica una solución de ácido nítrico de las sales que se están investigando a un trozo de lámina de cobre y los iones de mercurio presentes dejarán manchas de amalgama de color plateado. Los iones de plata dejan manchas similares pero se eliminan fácilmente, lo que lo convierte en un medio para distinguir la plata del mercurio.
La reacción redox involucrada donde el mercurio oxida el cobre es:
Medios relacionados con la amalgama en Wikimedia Commons
La definición del diccionario de amalgama en Wikcionario.