Inleiding
Hier vind je gedetailleerde informatie over aluminiumamalgaam, de productie van kwiknitraat of kwikchloride. Er is een handleiding voor kwiknitraatsynthese met video-instructies. Kwikchloridesynthese wordt niet beschreven omdat het wordt gemaakt van kwiknitraat. Aluminiumamalgaam is een van de metalen amalgamen die hier niet worden beschreven omdat alleen aluminiumamalgaam voornamelijk wordt gebruikt in synthetische routes voor de productie van illegale drugs.
Wat is amalgaam
Een amalgaam is een legering van kwik met een ander metaal. Het kan een vloeistof, een zachte pasta of een vaste stof zijn, afhankelijk van de hoeveelheid kwik. Deze legeringen worden gevormd door metaalbinding, waarbij de elektrostatische aantrekkingskracht van de geleidingselektronen alle positief geladen metaalionen samenbindt in een kristalroosterstructuur. Bijna alle metalen kunnen amalgamen vormen met kwik, met als opvallende uitzonderingen ijzer, platina, wolfraam en tantaal. Zilver-kwikamalgaam is belangrijk in de tandheelkunde en goud-kwikamalgaam wordt gebruikt bij de extractie van goud uit erts. Inde tandheelkunde worden legeringen gebruikt van kwik met metalen zoals zilver, koper, indium, tin en zink.
Aluminium kan een amalgaam vormen door een reactie met kwik. Aluminiumamalgaam kan worden bereid door aluminiumkorrels of -draad in kwik te malen of door aluminiumdraad of -folie te laten reageren met een oplossing van kwikchloride/kwiksulfaat. Dit amalgaam wordt gebruikt als reagens om verbindingen te reduceren, zoals de reductie van nitroverbindingen tot amines. Het aluminium is de uiteindelijke elektronendonor en het kwik dient als bemiddelaar voor de elektronenoverdracht. De reactie zelf en het afval ervan bevatten kwik, dus zijn er speciale veiligheidsmaatregelen en verwijderingsmethoden nodig. Als milieuvriendelijker alternatief kunnen vaak hydriden of andere reductiemiddelen worden gebruikt om hetzelfde synthetische resultaat te bereiken. Een ander milieuvriendelijk alternatief is een legering van aluminium en gallium, die op dezelfde manier het aluminium reactiever maakt door te voorkomen dat het een oxidelaag vormt.
Aluminium in lucht wordt gewoonlijk beschermd door een molecule-dun laagje van zijn eigen oxide. Deze aluminiumoxidelaag dient als een beschermende barrière voor het onderliggende aluminium zelf en voorkomt chemische reacties met het metaal. Kwik dat ermee in contact komt, kan geen kwaad. Als er echter elementair aluminium wordt blootgesteld (zelfs door een recente kras), kan het kwik zich ermee combineren om het amalgaam te vormen. Dit proces kan veel verder gaan dan het direct blootgestelde metaaloppervlak en mogelijk reageren met een groot deel van het bulkaluminium voordat het uiteindelijk eindigt.
De aanwezigheid van water in de oplossing is naar verluidt noodzakelijk; het elektronenrijke amalgaam zal aluminium oxideren en H+ uit water reduceren, waardoor aluminiumhydroxide (Al(OH)3) en waterstofgas (H2) ontstaan. De elektronen van het aluminium reduceren het kwikhoudende Hg2+ ion tot metallisch kwik. Het metallisch kwik kan dan een amalgaam vormen met het blootliggende aluminiummetaal. Het amalgaam van aluminium wordt vervolgens geoxideerd door water, waarbij het aluminium wordt omgezet in aluminiumhydroxide en vrij metallisch kwik vrijkomt. Het gegenereerde kwik doorloopt deze laatste twee stappen totdat de voorraad aluminiummetaal is uitgeput.
De aanwezigheid van water in de oplossing is naar verluidt noodzakelijk; het elektronenrijke amalgaam zal aluminium oxideren en H+ uit water reduceren, waardoor aluminiumhydroxide (Al(OH)3) en waterstofgas (H2) ontstaan. De elektronen van het aluminium reduceren het kwikhoudende Hg2+ ion tot metallisch kwik. Het metallisch kwik kan dan een amalgaam vormen met het blootliggende aluminiummetaal. Het amalgaam van aluminium wordt vervolgens geoxideerd door water, waarbij het aluminium wordt omgezet in aluminiumhydroxide en vrij metallisch kwik vrijkomt. Het gegenereerde kwik doorloopt deze laatste twee stappen totdat de voorraad aluminiummetaal is uitgeput.
Bereidingsmethoden
Al/Hg amalgaam van HgCl2 in MeOH oplossingZet een platbodemkolf van twee liter met drie halsgaten op en sluit een van de halsgaten. Plaats een terugvloeikoeler in het middelste gat. Het apparaat werd op een roerwerk/warmteplaat geplaatst. Snijd Reynolds Heavy Duty aluminiumfolie in vierkantjes van ongeveer 1 inch, om in totaal 27,5 g te maken.
5g folie in vierkantjes van 1" en 5g folie en folie na 8-10 seconden malen in een Braun koffiemolen
Close-up van foliebolletjes en 27,5g folie in een 2000 mL platbodemkolf
Doe batches van 5 gram in een kleine Braun koffiemolen en maal de folie 8-10 seconden. De folie wordt niet echt "gemalen", maar het wordt helemaal opgekruld tot kleine bolletjes. Dit werkt verbazingwekkend goed. Het klinkt misschien raar om je folie in een koffiemolen te stoppen, maar dit is zonder twijfel een doorbraak in de voorbereiding van aluminium voor de Al/Hg. Vervolgens werd 400 mg HgCl2 opgelost in 750 ml MeOH van laboratoriumkwaliteit. Toen het MeOH klaar was (alle HgCl2 opgelost), werd het ook in de erlenmeyer gegooid en werd de condensor geplaatst. Er werd ongeveer elke minuut 5-10 seconden geroerd. In minder dan 10 minuten waren er zwakke borrelingen zichtbaar, was de oplossing grijs en was het aluminium duidelijk minder glanzend. Sommige stukjes begonnen te drijven. Als het amalgaam klaar is, stopt de gasontwikkeling.
Amalgaam compleet
Droog Al/Hg amalgaam van Hg(NO3)2
We nemen 14 g aluminiumfolie en scheuren het met onze handen in stukjes van 2x2, 3x3 cm groot. Zorg ervoor dat je scheurt, niet snijdt, om het oppervlak te vergroten. Doe de folie in een rondbodemkolf met 3 hals en vul de kolf volledig met water.
Nu bereiden we het kwikzout voor. We nemen een kwikthermometer uit de apotheek, wikkelen hem in papier en breken hem aan de onderkant. Giet al het kwik (~1-2 g) in een glas, waar we vervolgens 4 mL salpeterzuur (70%) aan toevoegen. Vergeet niet dat kwikdampen gevaarlijk zijn voor de gezondheid! Om de reactie op gang te brengen, moest het glas verwarmd worden tot ongeveer 50 graden, onder af en toe roeren. Al het kwik loste ongeveer 30 minuten op en een oranje gas, stikstofoxide (IV), kwam vrij uit het glas. De reactievergelijking is als volgt .
Pipetteer 2 mL van de oplossing en plaats deze in een rondbodemkolf met folie. Na ongeveer 5 minuten verloor de folie zijn glans, werd dof en er verzamelde zich een klein laagje grijs slib (aluminiumhydroxide) op de bodem van de kolf. Na 10-15 minuten stopt de reactie, dit is te zien aan het stoppen van de gasevolutie.
We laten de vloeistof weglopen en spoelen de folie 3 keer met water.
Azijnzuur wordt vaak gebruikt om waterstof te produceren, maar ik "start" de reactie om waterstof te produceren met water. Een minder zuur medium, wat betekent dat er later minder alkali moet worden toegevoegd. Veel mensen stellen de vraag: "Hoe verwijder ik dit water?" Het is nergens voor nodig om water te verwijderen, het reageert met aluminium en waterstof wordt verkregen: 2Al + 6H2O ---> 2Al (OH)3 + 3H2
Hoe te gebruiken
Al amalgaam (Al/Hg) wordt veel gebruikt in reductie organische reacties van nitroverbindingen tot amines. Reductiereactie is een eenpot exotherme reactie met Al/Hg met organische onverzadigde verbinding. Aluminium, water en kwik laten waterstofgas (H2) vrij in het reactiemengsel en verzadigen organische verbindingen. Je kunt Al/Hg-reductie tegenkomen in de meeste populaire reacties zoals Synthese van amfetamine uit P2NP via Al/Hg (video), Volledige MDMA-synthese uit sassafrasolie, Synthese en extractie van d-amfetamine (Nabenhower, 1942) enzovoort.
Last edited:
).
