Natriumamalgame

Sicherheitshinweise
Name	Natriumamalgam
CAS-Nummer	11110-52-4
H- und P-Sätze	H: 260‐314‐331‐360D‐372‐410
	P: 201‐231+232‐280‐308+313‐370+378‐402+404

Natriumamalgame sind Legierungen von Natrium und Quecksilber. Bestimmte Natriumamalgame sind technisch wichtige Reduktionsmittel in der anorganischen Chemie und der organischen Chemie.

Gewinnung und Darstellung

Flüssiges Natriumamalgam entsteht bei der Chloralkali-Elektrolyse als Zwischenprodukt und wird damit in großem Maßstab hergestellt. Dieses Natriumamalgam wird mit Wasser zu Natronlauge, Wasserstoff und Quecksilber zersetzt, das im Kreislauf wieder zur Elektrolyse verwendet wird.

Es kann direkt auch durch Lösen von Natrium in Quecksilber hergestellt werden.

Mischen von Natrium und Quecksilber. Die Reaktion ist exotherm.

Eigenschaften

Flüssige Natriumamalgame

Im flüssigen Quecksilber kann Natrium gelöst werden; die Lösungen mit weniger als 5 at% Na bleiben flüssig. Für geringe Natriummengen sinkt der Schmelzpunkt des Quesilbers (m.p. −38,83 °C) auf bis zu −48 °C. Natriumamalgam mit bis zu 3 % Natrium ist nicht allzu luftempfindlich, trotzdem muss bei einer Aufbewahrung sorgfältig auf Luftabschluss geachtet werden.

Feste Natriumamalgame, stöchiometrische Verbindungen

Festes Natriumamalgam ist grau und spröde. Der Schmelzpunkt ist abhängig von der Zusammensetzung; bei 20 % Na beträgt er 61 °C.

Bei einem geringen Natriumgehalt ist die Legierung flüssig.
Anteile Natrium	Liquidustemperaturen
0,5 %	0 °C
1,0 %	50 °C
1,5 %	100 °C
2,0 %	130 °C
2,5 %	156 °C
3,0 %	250 °C
4,0 %	320 °C

Es sind die Verbindungen NaHg₄, NaHg₂, Na₇Hg₈, NaHg, Na₃Hg₂, Na₅Hg₂ und Na₃Hg bekannt. NaHg₂ hat mit 353 °C den höchsten Schmelzpunkt aller Natriumamalgame (Dystektikum mit kongruentem Schmelzen).

Historisches

Die erste Veröffentlichung zu Metallverbindungen mit definierter Zusammensetzung wurde 1899 von Nikolai Semjonowitsch Kurnakow publiziert, die deutsche Übersetzung erschien 1900. Insbesondere beschrieb er die bis dahin unbekannten Verbindungen HgNa and Hg₂Na.

Verwendung

In der organischen Chemie wird Natriumamalgam zur Reduktion von Nitroverbindungen, zur Hydrierung von Mehrfachbindungen sowie von Disulfiden, zur reduktiven Dehalogenierung von Halogenparaffinen und zur Abspaltung von Sulfogruppen verwendet. Bei der organischen Synthese verwendet man meist Natriumamalgame mit 2 bis 6 Gew.% Natrium. Beispiel für Reduktionen mit Natriumamalgam sind die Darstellung von Alkenen mit der Julia-Olefinierung und die Reduktion von Carbonsäuren zu Aldehyden bei der Kiliani-Fischer-Synthese.

Ebenfalls findet es Anwendung zur Herstellung von Amalgamen anderer Metalle, wie z. B. Barium-, Strontium- und Chromamalgam durch Umsetzung einer wässrigen Lösung des entsprechenden Salzes mit Natriumamalgam. Durch Lösen der Chloride in Ethanol und anschließender Umsetzung sind ebenfalls die Amalgame der seltenen Erden leicht zugänglich:

{\ce {3 NaHg}}_{x}\ +\ {\ce {NdCl3}}\ \xrightarrow {{\ce {C2H5OH}}} \ {\ce {3 NaCl v}}\ +\ {\ce {NdHg}}_{x}

Weblinks

NileRed: Mixing sodium with mercury auf YouTube, 31. Dezember 2018, abgerufen am 26. September 2026 (Mischen von Natrium und Quecksilber. Die Reaktion ist exotherm).

Einzelnachweise

1 2 Georg Brauer (Hrsg.) u. a.: Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearbeitete Auflage. Band III, Ferdinand Enke, Stuttgart 1981, ISBN 3-432-87823-0, S. 2061.
1 2 3 Datenblatt Sodium mercury amalgam bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 23. Mai 2017 (PDF).
1 2 3 4 5 A. G. Morachevskii: Liquid alloys of the mercury-sodium system: Thermodynamics, structure, and applications. In: Russian Journal of Applied Chemistry. Band 87, Nr. 7, Juli 2014, S. 837–852, doi:10.1134/S1070427214070015.
↑ Hans-Dieter Barke, Al Hazari, Sileshi Yitbarek: Misconceptions in Chemistry: Addressing Perceptions in Chemical Education. 1. Auflage. Springer, 2009, ISBN 978-3-540-70988-6, S. 133 ff.
↑ N. S. Kurnakow: Über die gegenseitigen Verbindungen der Metalle. In: Zeitschrift für anorganische Chemie. Band 23, Nr. 1, 4. Mai 1900, S. 439–462, doi:10.1002/zaac.19000230136.
↑ Otto-Albrecht Neumüller (Hrsg.): Römpps Chemie-Lexikon. Band 4: M–Pk. 8. neubearbeitete und erweiterte Auflage. Franckh’sche Verlagshandlung, Stuttgart 1985, ISBN 3-440-04514-5, S. 2727–2728.
↑ Keith R. Buszek: Sodium Amalgam. In: Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis. John Wiley & Sons, Ltd, Chichester, UK 2001, ISBN 978-0-471-93623-7, doi:10.1002/047084289X.rs040.
↑ L. F. Audrieth: Preparation of amalgams. In: Harold Simmons Booth (Hrsg.): Inorganic Syntheses. Band 1. McGraw-Hill, Inc., 1939, S. 5–10 (englisch).

[brauer-1] 1 2 Georg Brauer (Hrsg.) u. a.: Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearbeitete Auflage. Band III, Ferdinand Enke, Stuttgart 1981, ISBN 3-432-87823-0, S. 2061.

[Sigma-2] 1 2 3 Datenblatt Sodium mercury amalgam bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 23. Mai 2017 (PDF).

[Morachevskii-3] 1 2 3 4 5 A. G. Morachevskii: Liquid alloys of the mercury-sodium system: Thermodynamics, structure, and applications. In: Russian Journal of Applied Chemistry. Band 87, Nr. 7, Juli 2014, S. 837–852, doi:10.1134/S1070427214070015.

[4] Hans-Dieter Barke, Al Hazari, Sileshi Yitbarek: Misconceptions in Chemistry: Addressing Perceptions in Chemical Education. 1. Auflage. Springer, 2009, ISBN 978-3-540-70988-6, S. 133 ff.

[Kurnakow-5] N. S. Kurnakow: Über die gegenseitigen Verbindungen der Metalle. In: Zeitschrift für anorganische Chemie. Band 23, Nr. 1, 4. Mai 1900, S. 439–462, doi:10.1002/zaac.19000230136.

[Römpp-6] Otto-Albrecht Neumüller (Hrsg.): Römpps Chemie-Lexikon. Band 4: M–Pk. 8. neubearbeitete und erweiterte Auflage. Franckh’sche Verlagshandlung, Stuttgart 1985, ISBN 3-440-04514-5, S. 2727–2728.

[Buszek-7] Keith R. Buszek: Sodium Amalgam. In: Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis. John Wiley & Sons, Ltd, Chichester, UK 2001, ISBN 978-0-471-93623-7, doi:10.1002/047084289X.rs040.

[IS1-8] L. F. Audrieth: Preparation of amalgams. In: Harold Simmons Booth (Hrsg.): Inorganic Syntheses. Band 1. McGraw-Hill, Inc., 1939, S. 5–10 (englisch).