Amalgama (química)

Una amalgama és una substància formada per la reacció química del mercuri amb un altre metall. Gairebé tots els metalls poden formar amalgames amb el mercuri, amb la notable excepció del ferro i el platí. L'amalgama de plata i mercuri són importants en estomatologia (dentistes) i l'amalgama d'or i mercuri es fa servir per l'extracció d'or de les menes d'or.

L'origen de la paraula amalgama prové del llatí medieval (on es deia també amalgama) i significava "aliatge de mercuri (especialment amb or o plata)" que potser és una alteració del llatí clàssic malagma "emplastre de guix," probablement procinent de l'àrab al-malgham "un cataplasma emol·lient o un ungüent pels als dolors (especialment calent)", potser del grec malagma "substància estovant," de malassein "estovar" de malakos "tou".

Amalgames conegudes

Amalgama dental

Els dentistes han usat aliatges de mercuri amb els metalls com la plata, el coure, l'indi, l'estany i el zenc. L'amalgama és un material versàtil i que estaura, és econòmic i relativament fàcil de manipular; roman tou durant un temps curt i pot omplir qualsevol volum irregular i aleshores forma un compost dur. L'amalgama dura molt més temps que altres materials que restauren com els composite fet de resines encara que la diferència ha minvat amb el continu desenvolupament de noves resines.

Amalgames de potassi

FPer als metalls alcalins, l'amalgamació és exotèrmica i es poden identificar diferents formes químiques, com KHg i KHg₂. KHg té color daurat mb un punt de fusió de 178°C, i KHg₂ té color platejat amb un punt de fusió de 278 °C. Aquestes amalgames són molt sensibles a l'aire i l'aigua, però poden ser treballades sota nitrogen sec. La distància Hg-Hg és d'uns 300;picòmetres, en el cas de Hg-K és de 358 pm.

Les fases K₅Hg₇ i KHg₁₁ també es coneixen; rubidi, estronci i barium són coneguts com undecamercúrids i són isoestructurats. L'amalgama de sodi (NaHg₂) té una estructura diferent, amb els àtoms de mercuri formant capes hexagonals i els àtoms de sodi formant una cadena linear, però l'àtom de potassi és massa gros per una estructura hexagonal.

Amalgama de sodi

L'amalgama de sodi la produeix el procés cloralcali i es fa servir com un aent reductor important i en química inorgànica. Amb aigua es descomposa en una solució d'hidròxid de sodi concentrada, la qual torna al procés cloroalcali. Està absolutament una aigua lliure d'alcoholque es fa servir en lloc de l'aigua, es produeix un alcòxid de sodi en lloc de la solucio alcalina.

Amalgama d'amoni

Es va descobrir l'any 1808 per Humphry Davy i Jöns Jakob Berzelius.

És una massa esponjosa, tova i grisa que es descomposa ràpidamenta la temperatura d'una habitació o en contacte amb aigua o alcohol:

$\mathrm{2 \ H_3N{-}Hg{-}H \ \xrightarrow{\Delta T} \ 2 \ NH_3 + H_2 + 2 \ Hg}$

És molt tòxica i perillosa pelmedi ambient.

Ús en la mineria

El mercuri s'ha fet servir en els processos de la mineria d'or i la de plata gràcies a la facilitat amb que el mercuri forma amalgames amb l'or i la plata. En el cas de la mineria d'or quan s'obté rentant els dipòsits de sorres o graves, el mercuri sovint es fa servir per separar l'or dels altres metalls pesants.

L'amalgamació amb mercuri va ser el primer prccés utilitzat per als minerals de plata amb el desenvolupament del procés de patio a Mèxic el 1557. Hi havia també altres processos miners d'amalgamació per a minerals de plata, incloent el de la paella (pan amalgamation) i el procés de Washoe.

Amalgama d'or

Extracció d'or en la mineria

Aquest procés és efectiu quan l'or fi o farina d'or ("flour gold") no es podria extreure de la mena usant mètodes hidromecànics. Grans quantitats de mercuri van ser utilitzats en la mineria del placer, on els dipòsits composats en gran part de granit descompost ensuspensió, es van separar en llargues "caixes de rifle", on el mercuri s'abocava al principi de les caixes. L'amalgama que es forma és una massa pesada sòlida de color gris mat. L'ús de mercuri que es feia servir en la mineria de placer (al·luvial) de Califòrnia al segle XIX actualment és prohibit pels grans problemes de contaminació causats en ambients fluvials i els estuaris que encara continuen actualment i de vegades es troben encara trossos d'amalgames aigües avall del riu i el fons de rierols.

Extracció d'or en el processat de la mena

Interior del Deadwood Terra Gold

.

La mena triturada es renta sobre làmines de coure revestides de mercuri,on les partícules fines d'or d'on formen una amalgama amb el mercuri. L'amalgama es grata i llavors l'or es separa de l'amalgama per escalfament i evaporació del mercuri i aquest es recupera després per condensació amb un aparell condensador per trornar a utilitzar les plaques o làmines.

On es feia servir un molí per triturar les menes auríferes, una part del procés d'extracció implicava usar usar plaques de coure revestides de mercuri sobre les quals s'havien rentat aqustes menes triturades.

Extracció d'or (amb retorta)

L'amalgama obtinguda per qualsevol dels processos anteriors s'escalfava a continuació en una retorta de destil·lació, recuperant el mercuri per a la seva reutilització i separant-ne l'or. Atès que aquest procés deixa anar vapors de mercuri a l'atmosfera, el procés pot donar efectes adversos per a la salut i una contaminació de molta durada.

Actualment, l'amalgamació de mercuri, en els països desenvolupats, ha estat reemplaçada per altres mètodes per recuperar l'or i la plata de les seves menes. No obstant això, la amalgamació de mercuri segueix sent utilitzat regularment pels petits miners d'or de plaer (sovint il·legalment) i en particular en els països en desenvolupament, com per exemples a l'Amazones del Brasil.

Amalgama d'alunini

L'amalgama d'aumini es fa srvir com agent reductor.

Amalgama de tal·li

L'amalgama de tal·li té un punt de solidificació de −58°C, que és més baix que el del mercuri, i per tant es fa servir per a termòmetres que operen a baixes tamperatures.

Amalgama d'estany

L'amalgama d'estany es va fer servir a mitjans del segle XIX per donar capes de plata.

Sondes d'amalgama

Sonda d'amalgama

Les sals de mercuri són molt més tòxiques que el mercuri metall l'amalgama de mercuri ja que les sals de mercuri són solubles en aigua. La presència d'aquestes sals en l'aigua es pot detectar amb una sonda que fan servir la rapidesa amb la qual els ions de mercuri formen una amlagama amb el coure. S'plica una solució d'àcid nítric sobre les sals sotainvestigació i els ions de mercuri presents formaran unes taques d'amalgama sobre una placa de coure. En canvi els ions de plata fan unes taques similars però que se'n van amb l'aigua fàcilment.

La reacció redox que es presenta quan el mercuri oxida el coure és:

Hg²⁺ + Cu → Hg + Cu²⁺

Bibliografia

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Amalgama (química)

• Prandtl, W.: Humphry Davy, Jöns Jacob Berzelius, zwei führende Chemiker aus der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts. Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft, Stuttgart, 1948
• Hofmann, H., Jander, G.: Qualitative Analyse, 1972, Walter de Gruyter, ISBN 3110036533