Introduction
Vous trouverez ici des informations détaillées sur l'amalgame d'aluminium, ses manuels de production à partir du nitrate de mercure ou du chlorure de mercure. Il existe un manuel de synthèse du nitrate de mercure avec des instructions vidéo. La synthèse du chlorure de mercure n'est pas décrite car elle est produite à partir du nitrate de mercure. L'amalgame d'aluminium est l'un des nombreux amalgames métalliques qui ne sont pas décrits ici, car seul l'amalgame d'aluminium est principalement utilisé dans les voies de synthèse de la production de drogues illicites.
Qu'est-ce qu'un amalgame ?
Un amalgame est un alliage de mercure avec un autre métal. Il peut se présenter sous la forme d'un liquide, d'une pâte molle ou d'un solide, en fonction de la proportion de mercure. Ces alliages se forment par liaison métallique, la force d'attraction électrostatique des électrons de conduction ayant pour effet de lier tous les ions métalliques chargés positivement dans une structure cristalline en treillis. Presque tous les métaux peuvent former des amalgames avec le mercure, à l'exception notable du fer, du platine, du tungstène et du tantale. Les amalgames argent-mercure sont importants en dentisterie, et les amalgames or-mercure sont utilisés pour extraire l'or du minerai. Ladentisterie a utilisé des alliages de mercure avec des métaux tels que l'argent, le cuivre, l'indium, l'étain et le zinc.
L'aluminium peut former un amalgame par réaction avec le mercure. L'amalgame d'aluminium peut être préparé soit en broyant des pastilles ou des fils d'aluminium dans du mercure, soit en faisant réagir des fils ou des feuilles d'aluminium avec une solution de chlorure mercurique/sulfate mercurique. Cet amalgame est utilisé comme réactif pour réduire des composés, comme la réduction de composés nitrés en amines. L'aluminium est le donneur d'électrons ultime et le mercure sert de médiateur pour le transfert d'électrons. La réaction elle-même et les déchets qui en résultent contiennent du mercure, d'où la nécessité de prendre des mesures de sécurité particulières et de mettre en place des méthodes d'élimination. Une alternative plus respectueuse de l'environnement consiste à utiliser des hydrures ou d'autres agents réducteurs pour obtenir le même résultat synthétique. Une autre solution écologique est un alliage d'aluminium et de gallium, qui rend l'aluminium plus réactif en l'empêchant de former une couche d'oxyde.
Dans l'air, l'aluminium est généralement protégé par une fine couche de molécules de son propre oxyde. Cette couche d'oxyde d'aluminium sert de barrière protectrice à l'aluminium sous-jacent et empêche les réactions chimiques avec le métal. Le contact du mercure avec cette couche n'est pas nocif. Toutefois, si de l'aluminium élémentaire est exposé (même par une égratignure récente), le mercure peut se combiner avec lui pour former l'amalgame. Ce processus peut se poursuivre bien au-delà de la surface métallique immédiatement exposée, réagissant potentiellement avec une grande partie de l'aluminium élémentaire avant de s'achever.
La présence d'eau dans la solution est apparemment nécessaire ; l'amalgame riche en électrons oxydera l'aluminium et réduira le H+ de l'eau, créant de l'hydroxyde d'aluminium (Al(OH)3) et de l'hydrogène gazeux (H2). Les électrons de l'aluminium réduisent l'ion mercurique Hg2+ en mercure métallique. Le mercure métallique peut alors former un amalgame avec l'aluminium exposé. L'aluminium amalgamé est ensuite oxydé par l'eau, transformant l'aluminium en hydroxyde d'aluminium et libérant du mercure métallique libre. Le mercure généré passe par ces deux dernières étapes jusqu'à ce que la réserve d'aluminium métal soit épuisée.
La présence d'eau dans la solution est apparemment nécessaire ; l'amalgame riche en électrons oxydera l'aluminium et réduira le H+ de l'eau, créant de l'hydroxyde d'aluminium (Al(OH)3) et de l'hydrogène gazeux (H2). Les électrons de l'aluminium réduisent l'ion mercurique Hg2+ en mercure métallique. Le mercure métallique peut alors former un amalgame avec l'aluminium exposé. L'aluminium amalgamé est ensuite oxydé par l'eau, transformant l'aluminium en hydroxyde d'aluminium et libérant du mercure métallique libre. Le mercure généré passe par ces deux dernières étapes jusqu'à ce que la réserve d'aluminium métal soit épuisée.
Méthodes de préparation
Amalgame Al/Hg à partir de HgCl2 dans une solution de MeOHPréparer un ballon de deux litres à fond plat et à trois cols, et boucher l'un des cols. Placer un condenseur à reflux dans le trou central. L'appareil est placé sur un agitateur/plaque chauffante. Couper du papier d'aluminium Reynolds Heavy Duty en carrés d'environ 1", pour obtenir un total de 27,5 g.
5g de papier d'aluminium en carrés de 1" et 5g de papier d'aluminium et papier d'aluminium après 8-10 secondes de broyage dans un moulin à café Braun
Gros plan des boules de papier d'aluminium et du papier d'aluminium de 27,5g dans un ballon à fond plat de 2000 ml.
Nous avons mis des lots de 5 g dans un petit moulin à café Braun et nous avons moulu le papier d'aluminium pendant 8 à 10 secondes. Le papier d'aluminium n'est pas vraiment "moulu", mais il est transformé en petites boules. Cela fonctionne incroyablement bien. Il peut sembler bizarre de passer le papier d'aluminium dans un moulin à café, mais il s'agit sans aucun doute d'une avancée dans la préparation de l'aluminium pour l'Al/Hg. Ensuite, 400 mg de HgCl2 ont été dissous dans 750 ml de MeOH de qualité laboratoire. Lorsque le MeOH était prêt (tout le HgCl2 dissous), il a également été versé dans le ballon et le condenseur a été mis en place. Le tout a été agité pendant 5 à 10 secondes toutes les minutes environ. En moins de 10 minutes, un léger bouillonnement était visible, la solution était grise et l'aluminium était nettement moins brillant. Certains morceaux ont commencé à flotter. Lorsque l'amalgame est prêt, le dégagement de gaz s'arrête.
Amalgameterminé
Amalgame sec Al/Hg à partir de Hg(NO3)2
Nous prenons 14 g de papier d'aluminium et le déchirons à la main en morceaux de 2x2, 3x3 cm. Veillez à déchirer, et non à couper, afin d'augmenter la surface. Placer les morceauxdans un ballon à fond rond à 3 cols et remplir complètement le papier d'aluminium avec de l'eau.
Nous allons maintenant préparer le sel de mercure. Nous prenons un thermomètre à mercure en pharmacie, nous l'enveloppons dans du papier et nous le cassons à l'extrémité inférieure. Versez tout le mercure (~1-2 g) dans un verre, où vous ajouterez 4 ml d'acide nitrique (70 %). N'oubliez pas que les vapeurs de mercure sont dangereuses pour la santé ! Pour initier la réaction, le verre doit être chauffé à environ 50 degrés, en remuant de temps en temps. Tout le mercure s'est dissous pendant environ 30 minutes et un gaz orange, l'oxyde d'azote (IV), s'est échappé du verre. L'équation de la réaction est la suivante
Pipeter 2 mL de la solution et la placer dans un ballon à fond rond avec une feuille d'aluminium. Après environ 5 minutes, la feuille d'aluminium a perdu son éclat, est devenue terne et une petite couche de boue grise (hydroxyde d'aluminium) s'est déposée au fond de la fiole. Au bout de 10 à 15 minutes, la réaction s'arrête, comme en témoigne l'arrêt du dégagement de gaz.
Nous vidons le liquide et rinçons la feuille d'aluminium avec de l'eau 3 fois.
L'essence acétique est souvent utilisée pour produire de l'hydrogène, mais je "démarre" la réaction pour produire de l'hydrogène avec de l'eau. Le milieu est moins acide, ce qui signifie qu'il faut ajouter moins d'alcali par la suite. Il n'est pas nécessaire d'enlever l'eau où que ce soit, elle réagit avec l'aluminium et on obtient de l'hydrogène : 2Al + 6H2O ---> 2Al (OH)3 + 3H2
Comment l'utiliser
L'amalgame d'aluminium (Al/Hg) est largement utilisé dans les réactions organiques de réduction des composés nitrés en amines. La réaction de réduction est une réaction exothermique en une seule étape avec Al/Hg et un composé organique insaturé. L'aluminium, l'eau et le mercure libèrent de l'hydrogène gazeux (H2) dans le mélange réactionnel et saturent les composés organiques. Vous pouvez rencontrer la réduction Al/Hg dans les réactions les plus populaires telles que la synthèse de l'amphétamine à partir du P2NP via Al/Hg (vidéo), la synthèse complète de la MDMA à partir de l'huile de sassafras, la synthèse et l'extraction de la d-amphétamine (Nabenhower, 1942) et ainsi de suite.
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