amalgama de aluminio

La amalgama de aluminio es una solución de aluminio en mercurio. En la práctica, el término se refiere a partículas o trozos de aluminio con una capa superficial de amalgama. Es un sólido gris que se utiliza típicamente en reducciones orgánicas . En las reacciones químicas se representa como Al(Hg). ^{[ 1 ]}

El Al(Hg) se puede preparar moliendo gránulos o alambre de aluminio en mercurio, o dejando reaccionar el alambre de aluminio con una solución de cloruro de mercurio(II) en agua. ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 1 ]}

Esta amalgama se utiliza como reactivo químico para reducir compuestos, como iminas a aminas . El aluminio es el donador de electrones principal, y el mercurio actúa como mediador en la transferencia de electrones y para eliminar el óxido pasivante.

La reacción y sus residuos contienen mercurio, por lo que se requieren 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. Se propuso una aleación de aluminio y galio como método de generación de hidrógeno, ya que el galio aumenta la reactividad del aluminio al impedir la formación de una capa de óxido. ^{[ 4 ]} El mercurio tiene este mismo efecto sobre el aluminio, pero también cumple funciones adicionales relacionadas con la transferencia de electrones que hacen que las amalgamas de aluminio sean útiles para algunas reacciones que no serían posibles con galio.

El aluminio expuesto al aire suele estar protegido por una fina capa molecular de su propio óxido. Esta capa de óxido de aluminio actúa como barrera protectora para el aluminio subyacente sin oxidar e impide la formación de amalgamas. No se produce ninguna reacción cuando el aluminio oxidado se expone al mercurio. Sin embargo, si se expone cualquier cantidad de aluminio elemental (incluso por un arañazo reciente), el mercurio puede combinarse con él para formar amalgamas. Esta amalgama puede extenderse mucho más allá del aluminio vulnerable expuesto, reaccionando potencialmente con una gran cantidad de aluminio en bruto antes de que finalmente termine. ^{[ 5 ]}

El resultado final es similar al de los electrodos de mercurio que se utilizan habitualmente en electroquímica ; sin embargo, en lugar de obtener electrones de una fuente eléctrica, estos son suministrados por el aluminio, que se oxida durante el proceso. La reacción que tiene lugar en la superficie de la amalgama podría ser, de hecho, una hidrogenación en lugar de una reducción.

Según se informa, la presencia de agua en la solución es necesaria; la amalgama rica en electrones oxidará el aluminio y generará hidrógeno gaseoso a partir del agua, creando hidróxido de aluminio (Al(OH) _₃ ) y mercurio libre. Los electrones del aluminio reducen el ion mercúrico ^Hg²⁺ a mercurio metálico. El mercurio metálico puede entonces formar una amalgama con el aluminio expuesto. El aluminio amalgamado se oxida con el agua, convirtiéndose en hidróxido de aluminio y liberando mercurio metálico libre. El mercurio generado pasa entonces por estos dos últimos pasos hasta que se agota el suministro de aluminio. ^{[ 5 ]}

${\displaystyle {\ce {2Al + 3Hg^2+ + 6H2O -> 2Al(OH)3 + 3H2 +3Hg}}}$

${\displaystyle {\ce {Hg + Al -> Hg*Al}}}$

${\displaystyle {\ce {2 Hg*Al + 6 H2O -> 2 Al(OH)3 + 2 Hg + 3 H2}}}$

Debido a la reactividad de la amalgama de aluminio, existen restricciones en el uso y manipulación del mercurio cerca de este material. En particular, no se permiten grandes cantidades de mercurio a bordo de las aeronaves en la mayoría de los casos, debido al riesgo de que forme amalgama con las partes de aluminio expuestas. ^{[ 6 ]} Incluso el transporte y embalaje de termómetros y barómetros que contienen mercurio está severamente restringido. ^{[ 7 ]} Los derrames accidentales de mercurio en aeronaves a veces resultan en pérdidas totales por parte de las aseguradoras . ^{[ 8 ]}

• Amalgama
• aluminio-galio

• Vídeo de una amalgama de mercurio, aluminio y galio atacando una barra de aluminio.
• Vídeo (primer plano) de una amalgama de mercurio-aluminio-galio atacando una barra de aluminio.