амальгамы

АМАЛЬГАМЫ (ср.-лат. amalgama — сплав, через араб., от греч. malagma — мягкая подкладка)

сплавы металлов с ртутью. В зависимости от соотношения компонентов, природы металла и температуры представляют собой гомогенные системы (жидкие или твердые растворы, твердые интерметаллиды) или гетерогенные. Например, для Ga-Hg в интервале 28–204 °C существуют две несмешивающиеся жидкие фазы — раствор Ga в Hg и раствор Hg в Ga. Растворимость (ат. %) металлов в ртути при 25 С составляет: In-70,3, Tl-43,7, Cd-10,1, Zn-6,4, Pb-1,9, Bi-1,6, Sn-1,2, Ga-3,6 Mg-3,0, Au-0,13, Ag-0,078, Al-1,5∙10−2, Mn-3,7∙10−3, Cu-7,4∙10−3, Ni-1,5∙10−5, Ti-2,1∙10−5, Zr-2,3∙10−6, Co-1,1∙10−7, Fe-1,0∙10−7, Pt-3,1∙10−7. Эвтектика Hg-Tl (8,55 ат. % Tl) с т. пл. −59 °C — наиб. легкоплавкий металлич. сплав. При нанесении ртути на поверхность заметно растворимых в ней металлов и платины образуется смачивающая пленка жидкой А.; этот процесс наз. амальгамированием.

Твердые интерметаллиды (иногда наз. меркуридами) образуются в большинстве изученных систем металл — ртуть. Так, с Mg ртуть образует MgHg2, MgHg, Mg5Hg3, Mg2Hg, Mg5Hg2, Mg3Hg. Температура плавления меркуридов вьппе, чем у ртути, а иногда даже выше, чем у второго компонента. Например, для LiHg она составляет 596 °C. Не образуют меркуридов, напр., Zn, Al, Ga, Pb, Bi, Sb.

При нагр. А. ртуть испаряется. Из А. металлов с высокой температурой кипения ртуть можно удалить нагреванием практически полностью. Т.к. растворенный металл в жидкой А. измельчается до атомного состояния и на поверхности сплава не образуется плотная оксидная пленка металла, большинство А. химически очень активно. Так, алюминий в А., в отличие от компактного металла, быстро реагирует с O2 воздуха при комнатной температуре.

А. низкоплавких металлов (Ga, In, Tl, Sn, Cd и др.) легко образуются при их нагревании с ртутью. Щелочные металлы взаимод. с Hg со значит. выделением тепла, поэтому при получении А. их добавляют к ртути небольшими порциями. Золото, на поверхности которого отсутствует оксидная пленка, при соприкосновении с ртутью мгновенно образует А., которую можно удалить действием HNO3.

Образованию А. большинства металлов препятствует оксидная пленка на их поверхности. Поэтому для приготовления А. часто используют электрохим. выделение металла на ртутном катоде, снятие защитной пленки с помощью разл. реагентов, реакции вытеснения металлами ртути из растворов ее солей и др. Так, А. алюминия образуется при действии обработанного соляной кислотой А1 на раствор Hg(NO3)2. Приготовление А. (кроме А. благородных металлов) целесообразно проводить в инертной атмосфере или под слоем защитной жидкости, т. к. растворенные в ртути металлы легко окисляются O2 воздуха.

При действии А. натрия на конц. растворы солей аммония и при электролизе этих растворов с ртутным катодом образуется А. аммония, в которой нейтральная частица NH04 ведет себя как атом металла. При комнатной температуре эта А. быстро разлагается с выделением NH3 и H2.

А. — промежут. продукты при извлечении Au и др. благородных металлов из руд и концентратов. Методами амальгамной металлургии выделяют и подвергают глубокой очистке в электролизерах с ртутным катодом Ga, In, Tl, Pb, Zn, Sb, РЗЭ и др. элементы, извлекают из продуктов переработки полиметаллич. руд Cd, Cu, Ag и др., получают порошкообразные металлы и сплавы, в т. ч. сплавы компонентов с высокими температурами плавления (Ti-Zr, W-Zr и др.) и с сильно различающимися температурами плавления и кипения (Cd-Pd, Cd-Ti и др.). А. натрия используют при получении NaOH высокой чистоты. А. щелочных металлов и Zn-восстановители в орг. синтезе. А. используют в разл. приборах (нормальные элементы Вестона, электроды в полярографах и др.).

Лит.: Козин Л. Ф., Физико-химические основы амальгамной металлургии, А.-А., 1964; его же, Амальгамная металлургия, К., 1970; его же, Амальгамная пирометаллургия, А.-А., 1973; Козловский М. Т., Зебрева А.И., Гладышев В. П., Амальгамы и их применение, А.-А., 1971.

С. И. Дракин

Источник: Химическая энциклопедия на Gufo.me


Значения в других словарях

  1. Амальгамы — См. Ртуть и Сплавы. Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона