Amalgam (Chemie)

ZinkamalgamBearbeiten

Zinkamalgam findet Verwendung in der organischen Synthese (z. B. bei der Clemmensen-Reduktion) und ist das Reduktionsmittel im Jones-Reduktor, der in der analytischen Chemie eingesetzt wird. Früher wurden die Zinkplatten von Trockenbatterien mit einer kleinen Menge Quecksilber amalgamiert, um eine Beschädigung bei der Lagerung zu verhindern. Es handelt sich um eine binäre Lösung (flüssig-fest) von Quecksilber und Zink.

KaliumamalgamBearbeiten

Bei den Alkalimetallen ist die Amalgamierung exotherm, und es lassen sich verschiedene chemische Formen unterscheiden, wie KHg und KHg2. KHg ist eine goldfarbene Verbindung mit einem Schmelzpunkt von 178 °C und KHg2 eine silberfarbene Verbindung mit einem Schmelzpunkt von 278 °C. Diese Amalgame sind sehr empfindlich gegenüber Luft und Wasser, können aber unter trockenem Stickstoff verarbeitet werden. Der Hg-Hg-Abstand beträgt etwa 300 Pikometer, Hg-K etwa 358 pm.

Auch die Phasen K5Hg7 und KHg11 sind bekannt; Rubidium-, Strontium- und Barium-Undecamercuride sind bekannt und isostrukturell. Natriumamalgam (NaHg2) hat eine andere Struktur, bei der die Quecksilberatome hexagonale Schichten bilden und die Natriumatome eine lineare Kette, die in die Löcher der hexagonalen Schichten passt, aber das Kaliumatom ist zu groß für diese Struktur, um in KHg2 zu funktionieren.

NatriumamalgamBearbeiten

Natriumamalgam wird als Nebenprodukt des Chloralkaliprozesses hergestellt und als wichtiges Reduktionsmittel in der organischen und anorganischen Chemie verwendet. Mit Wasser zersetzt es sich in konzentrierte Natronlauge, Wasserstoff und Quecksilber, das dann wieder in den Chloralkaliprozess zurückgeführt werden kann. Wird anstelle von Wasser absolut wasserfreier Alkohol verwendet, entsteht anstelle der Alkalilösung ein Natriumalkoxid.

AluminiumamalgamBearbeiten

Aluminium kann durch eine Reaktion mit Quecksilber ein Amalgam bilden. Aluminiumamalgam kann hergestellt werden, indem man entweder Aluminiumpellets oder -draht in Quecksilber zermahlt oder indem man Aluminiumdraht oder -folie mit einer Lösung von Quecksilberchlorid reagieren lässt. Dieses Amalgam wird als Reagenz zur Reduktion von Verbindungen verwendet, z. B. bei der Reduktion von Iminen zu Aminen. Die Reaktion selbst und die dabei entstehenden Abfälle enthalten Quecksilber, so dass besondere Sicherheitsvorkehrungen und Entsorgungsmethoden erforderlich sind. Als umweltfreundlichere Alternative können oft Hydride oder andere Reduktionsmittel verwendet werden, um das gleiche synthetische Ergebnis zu erzielen. Eine weitere umweltfreundliche Alternative ist eine Legierung aus Aluminium und Gallium, die das Aluminium ebenfalls reaktiver macht, indem sie die Bildung einer Oxidschicht verhindert.

ZinnamalgamBearbeiten

Zinnamalgam wurde Mitte des 19. Jahrhunderts als reflektierende Spiegelbeschichtung verwendet.

Andere AmalgameBearbeiten

Es ist eine Vielzahl von Amalgamen bekannt, die vor allem im Forschungskontext von Interesse sind.

• Ammoniumamalgam ist eine graue, weiche, schwammige Masse, die 1808 von Humphry Davy und Jöns Jakob Berzelius entdeckt wurde. Es zersetzt sich leicht bei Raumtemperatur oder in Kontakt mit Wasser oder Alkohol: 2 H 3 N – H g – H → Δ T 2 N H 3 + H 2 + 2 H g {\displaystyle \mathrm {2\ H_{3}N{-}Hg{-}H\ {\xrightarrow {\Delta T}}\ 2\ NH_{3}+H_{2}+2\ Hg} }
  
• Thalliumamalgam hat einen Gefrierpunkt von -58 °C, der niedriger ist als der von reinem Quecksilber (-38,8 °C), weshalb es in Tieftemperaturthermometern verwendet wird.
• Goldamalgam: Raffiniertes Gold, das fein gemahlen und mit Quecksilber in Kontakt gebracht wird, wenn die Oberflächen beider Metalle sauber sind, amalgamiert leicht und schnell und bildet Legierungen von AuHg2 bis Au8Hg.
• Blei bildet ein Amalgam, wenn Feilspäne mit Quecksilber gemischt werden, und ist auch als natürlich vorkommende Legierung namens Bleiamalgam in der Nickel-Strunz-Klassifikation aufgeführt.

ZahnamalgamBearbeiten

Eine Amalgam-Zahnfüllung

In der Zahnmedizin wurden Legierungen von Quecksilber mit Metallen wie Silber, Kupfer, Indium, Zinn und Zink verwendet. Amalgam ist ein „ausgezeichnetes und vielseitiges Restaurationsmaterial“ und wird in der Zahnmedizin aus mehreren Gründen verwendet. Es ist kostengünstig und relativ einfach zu handhaben; es bleibt für kurze Zeit weich, so dass es zum Füllen unregelmäßiger Volumina eingesetzt werden kann, und bildet dann eine harte Masse. Amalgam ist im Vergleich zu anderen direkten Restaurationsmaterialien, wie z. B. Komposit, länger haltbar. Dieser Unterschied hat sich jedoch mit der kontinuierlichen Entwicklung von Kompositharzen verringert.

Amalgam wird in der Regel mit Kompositen auf Harzbasis verglichen, da viele Anwendungen ähnlich sind und viele physikalische Eigenschaften und Kosten vergleichbar sind.

Im Juli 2018 hat die EU Amalgam für die zahnärztliche Behandlung von Kindern unter 15 Jahren und von schwangeren oder stillenden Frauen verboten.