Амальгамы (ср.-лат. amalgama - сплав, через араб., от греч. Malagma - мягкая подкладка), сплавметаллов с ртутью. В зависимости от соотношения компонентов, природы металла и температуры представляют собой гомогенные системы (жидкие или твердые растворы, твердые интерметаллиды) или гетерогенные. Например, для Ga-Hg в интервале 28-204 °С существуют две несмешивающиеся жидкие фазы - раствор Ga в Hg и раствор Hg в Ga. Растворимость (ат. %) металлов в ртути при 25°С составляет: In-70,3, Tl-43,7, Cd-10,1, Zn-6,4, Pb-1,9, Bi-1,6, Sn-1,2, Ga-3,6 Mg-3,0, Au-0,13, Ag-0,078, Al-1,5•10-2, Mn-3,7•10-3, Cu-7,4•10-3, Ni-1,5•10-5, Ti-2,1•10-5, Zr-2,3•10-6, Co-1,1•10-7, Fe-1,0•10-7, Pt-3,1•10-7. Эвтектика Hg-Tl (8,55 ат. % Tl) с т.пл. -59°С - наиболее легкоплавкий металлический сплав. При нанесении ртути на поверхность заметно растворимых в ней металлов и платины образуется смачивающая пленка жидкой амальгамы; этот процесс называют амальгамированием.
Твердые интерметаллиды (иногда называются меркуридами) образуются в большинстве изученных систем металл-ртуть. Так, с Mg ртуть образует MgHg2, MgHg, Mg5Hg3, Mg2Hg, Mg5Hg2, Mg3Hg. Tемператуpa плавления меркуридов выше, чем у ртути, а иногда даже выше, чем у второго компонента. Например, для LiHg она составляет 596°С. Не образуют меркуридов, например, Zn, Al, Ga, Pb, Bi, Sb.
При нагревании амальгамы ртуть испаряется. Из амальгамы металлов с высокой температурой кипения ртуть можно удалить нагреванием практически полностью. Так как растворенный металл в жидкой амальгама измельчается до атомного состояния и на поверхности сплава не образуется плотная оксидная пленка металла, большинство амальгама химически очень активно. Так, алюминий в амальгама, в отличие от компактного металла, быстро реагирует с О2 воздуха при комнатной температуре.
Амальгамы низкоплавких металлов (Ga, In, Tl, Sn, Cd и др.) легко образуются при их нагревании с ртутью. Щелочные металлы взаимодействуют с Hg со значительным выделением тепла, поэтому при получении амальгама их добавляют к ртути небольшими порциями. Золото, на поверхности которого отсутствует оксидная пленка, при соприкосновении с ртутью мгновенно образует амальгаму, которую можно удалить действием HNO3.
Образованию амальгамы большинства металлов препятствует оксидная пленка на их поверхности. Поэтому для приготовления амальгамы часто используют электрохимическое выделение металла на ртутном катоде, снятие защитной пленки с помощью различных реагентов, реакции вытеснения металлами ртути из растворов ее солей и другие. Так, амальгама алюминия образуется при действии обработанного соляной кислотой Аl на раствор Hg(NO3)2.
Приготовление амальгам (кроме амальгам благородных металлов) целесообразно проводить в инертной атмосфере или под слоем защитной жидкости, так как растворенные в ртути металлы легко окисляются О2 воздуха.
При действии амальгамы натрия на концентрированные растворы солей аммония и при электролизе этих растворов с ртутным катодом образуется амальгама аммония, в которой нейтральная частица NHО4 ведет себя как атом металла. При комнатной температуре эта амальгама быстро разлагается с выделением NH3 и Н2.
Амальгамы - промежуточные продукты при извлечении Au и других благородных металлов из руд и концентратов. Методами амальгамной металлургии выделяют и подвергают глубокой очистке в электролизерах с ртутным катодом Ga, In, Tl, Pb, Zn, Sb, РЗЭ и др. элементы, извлекают из продуктов переработки полиметаллических руд Cd, Cu, Ag и др., получают порошкообразные металлы и сплав., в том числе сплавы компонентов с высокими температурами плавления (Ti-Zr, W-Zr и др.) и ссильно различающимися температурами плавления и кипения (Cd-Pd, Cd-Ti и др.). Амальгама натрия используют при получении NaOH высокой чистоты. Амальгама щелочных металлов Zn-восстановители в органическом синтезе. Амальгаму используют в различных приборах (нормальные элементы Вестона, электроды в полярографах и др.).
Лит.: Козин Л. Ф., Физико-химические основы амальгамной металлургии, Алма-Ата, 1964; его же, Амальгамная металлургия, К., 1970; его же, Амальгамная пирометаллургия, амальгама-амальгама, 1973; Козловский М. Т., Зебрева А. И., Гладышев В. П., Амальгамы и их применение, М, 1971. С.И. Дракин.
