Amalgaami

Kohteesta Wikipedia
Siirry navigaatioon Siirry hakuun
Argueriitti on luonnossa esiintyvä hopean ja elohopean muodostama amalgaami.

Amalgaami on elohopean muiden metallien kanssa muodostama metalliseos. Elohopea on myrkyllinen raskasmetalli. Amalgaami voi olla olomuodoltaan nestemäistä, pehmeää massaa tai kiinteää, riippuen elohopean suhteellisesta määrästä. Amalgaamit muodostuvat elohopean ja sekoittuvan metallin atomien muodostaessa metallisidoksia keskenään. Lähes kaikki metallit voivat muodostaa amalgaameja elohopean kanssa. Merkittäviä metalleja, jotka eivät muodosta amalgaameja ovat rauta, platina, volframi ja tantaali. Yksi tärkeimmistä käyttökohteista amalgaamille on hammashoidossa, jossa varsinkin hopea-amalgaamia käytetään paikka-aineena. Amalgaameja voidaan hyödyntää myös kaivostoiminnassa, esimerkiksi kullan eristämiseksi malmista.

Sovelluksia[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

1.1 Kaliumamalgaami[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Alkalimetaleille amalgaamin muodostumisreaktio on eksoterminen ja toisistaan erottuvia kemiallisia muotoja, kuten KHg ja KHg2, on mahdollista tunnistaa. KHg on kullanvärinen yhdiste, jonka sulamispiste on 178 °C kun taas KHg2 on hopeanvärinen yhdiste, jonka sulamispiste on 278 °C. Nämä amalgaamit ovat herkkiä ilmalle ja vedelle, mutta niitä voidaan käsitellä kuivassa typpiatmosfäärissä. Kaliumamalgaamin tiedetään myös esiintyvän muodoissa K5Hg7 ja KHg11.[1]

1.2 Natriumamalgaami[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Natriumamalgaamia voidaan valmistaa eri tavoilla, yleisimmin valmistettu natriumamalgaami on amalgaami, joka sisältää 2-6% natriumia. Yleisin tapa valmistaa tätä on lisätä elohopeaa natriumsuikaleisiin. Tämä valmistustapa ei vaadi lämmitystä.[2]

Natrium-amalgaamia käytetään alkaanien ja alkeenien valmistuksessa, N-O ja S-O sidoksien rikkomisessa, sekä tiettyjen funktionaalisten ryhmien poistamisessa. Natrium-amalgaamit hajoavat vedessä, mutta reaktio tapahtuu hitaammin kuin puhtaan natriumin kanssa. Natrium-amalgaamia myydään pääasiassa kiinteässä muodossa ja sen myynti on rajoitettua.[2]

1.3 Alumiiniamalgaami[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Alumiini-amalgaamia voidaan valmistaa lisäämällä alumiinia elohopeaan, mutta turvallisempi ja hallittavampi tapa on lisätä alumiinia 0,1M elohopea-kloori-vesiliuokseen. Kun alumiini on ollut liuoksessa 10 minuuttia, se on muodostanut elohopean kanssa alumiiniamalgaamia. Alumiini-amalgaamia voidaan käyttää mineraalien synteeseissä, jolloin synteesi onnistuisi alhaisissa lämpötiloissa ja normaali-ilmanpaineessa.[3]

1.4 Kulta-amalgaami[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Kulta-amalgaamia käytettiin aktiivisesti silloin, kun pienten kultahippujen erottaminen jauhetusta malmista ei onnistunut huuhtomalla tai muilla helppokäyttöisillä menetelmillä. Tällöin yhteen useista malmin erottamisessa käytetyistä erotusastioista lisättiin elohopeaa ja malmissa ollut kulta muodosti amalgaamin, joka oli erotettavissa. Kulta erotettiin amalgaamista kuumentamalla, jolloin elohopea höyrystyi pois.[4]

1.5 Muita sovelluksia[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Talliumamalgaami[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Talliumamalgaamin jähmettymislämpötila on –58 °C, eli alhaisempi kuin puhtaan elohopean. Sitä käytetäänkin lämpömittareissa, joiden tulee toimia erityisen kylmissä olosuhteissa.

Sinkkiamalgaami[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Sinkkiamalgaamia voidaan käyttää orgaanisessa synteesissä, esimerkiksi Clemmensen-pelkistyksessä.[5] Se on voimakas pelkistin ja sitä käytetään myös analyyttisessä kemiassa.

Tina-amalgmaami[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Tina-amalgaami oli pääraaka-aineena lasipeilien valmistuksessa aina 1500-luvulta 1900-luvulle asti. Näitä peilejä ei enää kuitenkaan valmisteta, sillä tina-amalgaamissa piilee vaara altistua elohopealle.[6]

Hammashoito[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Amalgaamipaikalla korjattu hammas suussa.

Amalgaameja on käytetty hammashoidossa hammaspaikkoina jo yli 150 vuoden ajan. Hammaspaikoissa käytetään hopea-amalgaamia, joka sisältää tyypillisesti 50 % elohopeaa (Hg), 35 % hopeaa (Ag) sekä pienempiä määriä kuparia (Cu) ja tinaa (Sn). Osittain on siirrytty muovisiin hammaspaikkoihin, jotka ovat valkoisia toisin kuin amalgaamipaikat.  Siirtymisen syynä on erityisesti muovipaikkojen esteettisyys ja aiemmin myös pienten elohopeamäärien irtoaminen hammaspaikoista.[7]

Amalgaamin käytöllä hammaspaikoissa on kuitenkin ollut monia syitä. Amalgaami on halpa materiaali ja sitä on helppo käsitellä. Se muodostaa ensin pehmeän massan, jolla voidaan täyttää epäsäännölliset reiät ja jota voi muotoilla vapaasti, ja tämän jälkeen kovettuu. Se on myös hyvin kestävä materiaali.[8] Hartsipohjaiset muovipaikat ovat kuitenkin kehittyneet jatkuvasti ja ovat nykyään korvaamassa amalgaamipaikkoja.[9]

Hammashoidossa käytettyjä amalgaameja on tutkittu ja niitä pidetään yleisesti turvallisina ihmisille [10][11]. Joidenkin tutkimusten pätevyyttä on kuitenkin kyseenalaistettu.[12] Kesäkuussa 2018 EU kielsi amalgaamien käytön hammashoidossa alle 15 vuotta täyttäneillä ja raskaana olevilla tai imettävillä naisilla.[13]

Kaivostoiminta[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Elohopeaa on käytetty kaivostoiminnassa erityisesti kullan ja hopean erottamiseksi malmista, sillä elohopea muodostaa helposti amalgaamin näiden arvometallien kanssa. Malmista erotettiin ensin käyttömetallit ja sen jälkeen jäännökset kuljetettiin elohopealla pinnoitetun kaukalon läpi. Tämän jälkeen elohopeapinnoite raaputettiin pois ja elohopea höyrystettiin pois. Jos jäännösmalmissa oli kultaa, jää se höyrystymättä ja se voidaan ottaa talteen.

Amalgaamien muodostumiseen perustuvia erotusmenetelmiä on käytetty jo antiikin aikoina. Viime vuosikymmeninä elohopean käyttöä erotuksessa on pyritty minimoimaan sen myrkyllisyyden vuoksi, mutta erityisesti useissa kehitysmaissa elohopea on vielä aktiivisessa käytössä pienen mittakaavan kaivostoiminnassa. Se onkin maapallon suurin yksittäinen elohopeasaasteen aiheuttaja.[14]

Amalgaamianturi[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Amalgaamiantureita voidaan käyttää myrkyllisten elohopeasuolojen havaitsemiseen vesiliuoksesta. Anturien toiminta perustuu niiden materiaalina toimivan kuparin taipumukseen muodostaa amalgaameja elohopean kanssa. Typpihappoon liuotettua tutkittavaa suolaa laitetaan kuparikalvon päälle ja mikäli siinä on elohopeaa, huomataan se kalvon pinnalle muodostuneen hopeanvärisen amalgaamin perusteella.[15]

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. E. J. Duwell, N. C. Baenziger: The crystal structures of KHg and Khg 2. Acta Crystallographica, 1.11.1955, nro 11, s. 705–710. doi:10.1107/S0365110X55002168. ISSN 0365-110X. Artikkelin verkkoversio.
  2. a b Keith R. Buszek: Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis. Chichester, UK: John Wiley & Sons, Ltd, 2001-04-15. ISBN 9780471936237, 9780470842898. Teoksen verkkoversio (viitattu 2.7.2019). en
  3. Ward Chesworth: Use of aluminum-amalgam in mineral synthesis at low temperatures and 1 atmosphere total pressure. Clays and Clay Minerals, 1971, nro 5, s. 337–339. doi:10.1346/CCMN.1971.0190510. ISSN 0009-8604. Artikkelin verkkoversio.
  4. Luiz D. Lacerda, Wim Salomons: Mercury from Gold and Silver Mining: A Chemical Time Bomb?, s. 1–13. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 1998. ISBN 9783642637346, 9783642587931. Teoksen verkkoversio (viitattu 2.7.2019).
  5. Peter Ham: Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis. Chichester, UK: John Wiley & Sons, Ltd, 2001-04-15. ISBN 9780471936237, 9780470842898. Teoksen verkkoversio (viitattu 2.7.2019). en
  6. Tin-Mercury Amalgam Mirrors - Wiki www.conservation-wiki.com. Viitattu 2.7.2019.
  7. Turunen, Seppo.: Biologia. Ihminen. Helsinki: WSOY, 2005. 76849688. ISBN 9510297011, 9789510297018. Teoksen verkkoversio (viitattu 2.7.2019).
  8. Center for Devices and Radiological Health: About Dental Amalgam Fillings. FDA, 8.4.2019. Artikkelin verkkoversio. en
  9. Keith H. Chan, Yanjie Mai, Harry Kim, Keith C. Tong, Desmond Ng, Jimmy C. Hsiao: Review: Resin Composite Filling. Materials, 19.2.2010, nro 2, s. 1228–1243. doi:10.3390/ma3021228. ISSN 1996-1944. Artikkelin verkkoversio. en
  10. The "Mercury Toxicity" Scam:: How Anti-Amalgamists Swindle People www.quackwatch.org. Viitattu 2.7.2019.
  11. Statement on Dental Amalgam www.ada.org. Viitattu 2.7.2019.
  12. Joachim Mutter: Is dental amalgam safe for humans? The opinion of the scientific committee of the European Commission. Journal of Occupational Medicine and Toxicology, 2011, nro 1, s. 2. doi:10.1186/1745-6673-6-2. ISSN 1745-6673. Artikkelin verkkoversio. en
  13. Chemicals - Environment - European Commission ec.europa.eu. Viitattu 2.7.2019.
  14. Louisa J. Esdaile, Justin M. Chalker: The Mercury Problem in Artisanal and Small-Scale Gold Mining. Chemistry - A European Journal, 11.5.2018, nro 27, s. 6905–6916. doi:10.1002/chem.201704840. Artikkelin verkkoversio. en
  15. Jander, Gerhart.: Einführung in das anorganisch-chemische Praktikum : (einschließlich der quantitativen Analyse) ; mit 61 Tabellen. Stuttgart: Hirzel, 1995. 258060587. ISBN 3777606723, 9783777606729. Teoksen verkkoversio (viitattu 2.7.2019).

Aiheesta muualla[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Tämä kemiaan liittyvä artikkeli on tynkä. Voit auttaa Wikipediaa laajentamalla artikkelia.