鋅溶解到汞里所形成的合金,叫鋅汞齊。鋅汞齊在儲運過程中的主要危險性是毒害,故將其列為毒害品。
鋅汞齊是在硫酸中常用的還原劑,常用來補牙,而且在鋅汞齊和濃鹽酸的作用下,醛和酮分子中的羰基也可直接還原成CH2。
物質發現
1913年,化學家克來門森(E.Clemmensen)首先用鋅汞齊和濃鹽酸與醛或一起回流反應,把基還原為亞甲基。是有機合成工業和有機實驗中最常用、最經典的合成純的帶側鏈芳烴方法,此法的缺點是鋅汞齊會造成環境污染。
制作
內蒙古大學有機化學研究室經常采用克來門森還原法將二茂鐵酮類化合物轉變為二茂鐵烴類化合物。
將一定量鋅粉用3~4%鹽酸溶液洗滌2次,除去鋅粉表面的氧化物,再與氯化汞的鹽酸溶液反應,鋅將Hg還原為Hg,然后Hg與鋅在鋅表面上形成鋅汞齊。
由于克來門森還原反應是在強酸性介質中被活化了的鋅的表面上進行的,因此只適合還原對酸穩定的化合物(如:芳酮ArCOR),不適合對酸敏感(如:吡咯系、呋喃系)的羰基化合物及甾體和一些有復雜結構的羰基化合物。
由于部分鋅和鹽酸作用而消耗,鋅汞齊用量較大,須過量50%以上,每隔一段時間須補加濃鹽酸,以維持必要的酸度,因此就產生大量的污染物鋅汞齊。
處理方法
減壓蒸餾法
采用汞蒸餾器將廢鋅汞齊進行減壓病蒸餾,回收金屬汞和鋅粉。此法適合具有汞蒸餾器設備的工廠或實驗室。
硝酸法
將廢鋅汞齊與硝酸反應,由于產生硝酸汞和硝酸鋅不易分離,產生的廢氣一氧化氮和二氧化氮仍可造成二次污染,故不易采用。
濃鹽酸法
將廢鋅汞齊與濃鹽酸回流加熱反應,當酸度較低時可傾出氯化鋅的鹽酸溶液后再補加濃鹽酸,使鋅汞齊全部分解為金屬汞與氯化鋅溶液分離。汞回收率達99%,氯化鋅的鹽酸溶液經濃縮可得到六水合氯化鋅,此法操作簡單,易于實現。
氫氧化鈉法
將廢鋅汞齊與強堿氫氧化鈉反應得到鋅酸鈉,從而與汞分離。此法比濃鹽酸法反應速度慢。
濃硫酸法
將廢鋅汞齊與濃硫酸反應得到硫酸汞和硫酸鋅,由于產生的二氧化硫會造成二次污染,故不易采用。
回收利用
大量的鋅汞齊經萃取洗滌后可重復使用2-3次,且第2次或第3次比第1次還原速度快。這可能是由于鋅汞齊中鋅粉顆粒變小,鋅汞齊活性增高的緣故。隨著鋅被消耗含汞含量增大,會產生結塊現象,還原能力急劇下降,以至于還原效果極差,這時鋅汞齊不能再次利用。通過鋅汞齊的重復利用,大大的降低了鋅汞齊的用量,減少了環境污染。雖少量廢鋅汞齊可暫時用水封存,但終究是存在隱患。大量廢鋅汞齊必須進行無害化處理。
參考資料 >