Aluminiumamalgam

Aluminium ist in der Luft normalerweise durch eine moleküldünne Schicht seines eigenen Oxids geschützt. Diese Aluminiumoxidschicht dient als Schutzbarriere für das darunterliegende Aluminium selbst und verhindert chemische Reaktionen mit dem Metall. Quecksilber, das mit ihr in Berührung kommt, schadet nicht. Wenn jedoch elementares Aluminium freiliegt (selbst durch einen frischen Kratzer), kann sich das Quecksilber mit diesem verbinden und das Amalgam bilden. Dieser Prozess kann sich weit über die unmittelbar exponierte Metalloberfläche hinaus fortsetzen und möglicherweise mit einem großen Teil des massiven Aluminiums reagieren, bevor er schließlich endet.

Das Endergebnis ähnelt den Quecksilberelektroden, die häufig in der Elektrochemie verwendet werden, mit dem Unterschied, dass die Elektronen nicht aus einer elektrischen Versorgung stammen, sondern vom Aluminium bereitgestellt werden, das bei diesem Prozess oxidiert wird. Die Reaktion, die an der Oberfläche des Amalgams abläuft, kann tatsächlich eher eine Hydrierung als eine Reduktion sein.

Das Vorhandensein von Wasser in der Lösung ist angeblich notwendig; das elektronenreiche Amalgam oxidiert Aluminium und reduziert H+ aus dem Wasser, wobei Aluminiumhydroxid (Al(OH)3) und Wasserstoffgas (H2) entstehen. Die Elektronen des Aluminiums reduzieren das quecksilberhaltige Hg2+-Ion zu metallischem Quecksilber. Das metallische Quecksilber kann dann ein Amalgam mit dem freiliegenden Aluminiummetall bilden. Das amalgamierte Aluminium wird dann durch Wasser oxidiert, wodurch das Aluminium in Aluminiumhydroxid umgewandelt und freies metallisches Quecksilber freigesetzt wird. Das erzeugte Quecksilber durchläuft dann diese letzten beiden Schritte, bis der Vorrat an Aluminiummetall erschöpft ist.

2 Al + 3 Hg 2 + 6 H 2 O ⟶ 2 Al ( OH ) 3 + 6 H + + 3 Hg {\displaystyle {\ce {2Al + 3Hg2 + 6H2O -> 2Al(OH)3 + 6H+ +3Hg}}

Hg + Al ⟶ Hg ⋅ Al {\displaystyle {\ce {Hg + Al -> Hg*Al}}

2 Hg ⋅ Al + 6 H 2 O ⟶ 2 Al ( OH ) 3 + 2 Hg + 3 H 2 {\displaystyle {\ce {2 Hg*Al + 6 H2O -> 2 Al(OH)3 + 2 Hg + 3 H2}}

Aufgrund der Reaktivität von Aluminiumamalgam gibt es Einschränkungen für die Verwendung und den Umgang mit Quecksilber in der Nähe von Aluminium. Insbesondere ist die Mitnahme großer Mengen Quecksilber an Bord von Flugzeugen in den meisten Fällen nicht erlaubt, da die Gefahr besteht, dass es sich mit exponierten Aluminiumteilen im Flugzeug zu Amalgam verbindet. Sogar der Transport und die Verpackung von quecksilberhaltigen Thermometern und Barometern ist stark eingeschränkt. Ein versehentlicher Austritt von Quecksilber in Flugzeugen führt manchmal zu einem Versicherungsschaden.

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