[科普中国]-钠汞齐还原

钠汞齐

钠汞齐: 钠溶于汞中得到, 也是液体合金, Na还原性强, 反应猛烈, 但钠汞齐却是平和的还原剂，反应不剧烈, 可以控制，钠与汞形成的钠汞齐是化学合成过程中常用的还原剂，通常为含钠2%～10%的钠汞合金。银白色，在空气中与氧和水作用，使表面覆盖一层氢氧化钠薄膜而成灰色。随着含钠量的递增，逐渐由液体变成固体。遇水易分解放出氢气。将汞加热到200℃左右，慢慢加入小块金属钠即得。主要用作还原剂。

向黄酮类化合物的乙醇溶液中加入钠汞齐，放置数分钟至数小时或加热，过滤，滤液用盐酸酸化，则黄酮、二氢黄酮、异黄酮、二氢异黄酮类显红色，黄酮醇类显黄色至淡红色，二氢黄酮醇类显棕黄色1。

钠汞齐制备钠汞齐制备:电解法装置简示于图1。用双层玻璃容器作电解槽，夹套内通入冷却水以带走电解反应中产生的热量，电解槽下端装有活塞，打开活塞即可将制好的钠汞齐放出。电解槽装有搅拌器。以铂网为阳极，铂丝为阴极。电解所用直流电由硒整流器提供。将20%氢氧化钠和洗净的汞加入电解槽，开动搅拌马达，通入冷却水，用5伏电压和3安培直流电进行电解以制备钠汞齐。钠汞齐中钠含量的测定方法是先用盐酸分解钠汞齐，收集和测定反应所生成的氢气体积，再计算钠汞齐中钠的含量。乙酸、盐酸和氢氧化钠等试剂皆为化学纯或分析纯2。

钠汞齐还原萃取操作本法分离原理是钠汞齐将与之相接触的三价镱还原为金属镱，金属镱与汞作用生成镱汞齐进入汞相而与三价的艳相分离。表明钠汞齐还原萃取法可以有效地除掉镥中的少量镱，经钠汞齐还原萃取后，镥中镱含里降为几个ppm。钠汞齐还原萃取中糟的还原萃取率为零，因而用本法分离僧中镱时，糟的回收率将是很高的皆大于97%。所损失的镥主要是由于操作造成的。

钠汞齐还原萃取过程中，三价镱被还原成金属镱并与汞生成汞齐而进入汞相，实验表明三价镱的还原分二步进行：在还原萃取过程中出现了绿色，镱含量越高时，绿色越明显，而绿色是二价，所特有的颜色，显然这是还原过程分二步进行的令人信服的证据。

钠汞齐中钠含量对镱的还原萃取效果有明显影响。钠汞齐中钠含量过低时，则其还原作用弱，不利于镱的还原进入汞相。如果这不仅浪费了钠汞齐，而且副反应产物的增加还不利于镱的还原进入汞相。钠汞齐中钠含量为0.17-0.3%(按重量计)时，还原效果好。钠含量为0.2-0.44%的钠汞齐对镱的还原萃取率高。我们采用含钠。3%的钠汞齐还原萃取镥中镱。

萃取水相酸度的控制颇为重要。水相酸度过大，则上述副反应剧烈，将消耗钠汞齐，且生成的副产物累积在水相，对镱的还原萃取也不利。如果水相酸度过低，则钠汞齐还原萃取过程稀土可能发生水解，同时在低酸度下乙酸根对稀土的络合作用增强，可能也不利于镱的还原萃取。一般认为钠汞齐还原萃取镱水相酸度控制在pH3-5为宜。在钠汞齐还原萃取中，由于钠汞齐中钠置换酸中氢或分解水而导致介质的pH值升高。水相加入一定量乙酸，可起缓冲剂作用，有利于还原萃取率提高。

钠汞齐与稀土试料的接触时间也是一个影响镱还原萃取率的重要因素。接触时间过短，反应进行不充分，镱的还原萃取率势必降低。接触时间过长，已还原的镱可能又按上述反应重新被氧化，也导致镱的还原萃取率下降，同时接触时间长也不利于生产效率的提高。我们选定的接触时间为1分钟。

为了提高镱的还原萃取率，钠汞齐的用量是过量的。但一次不宜加入大量钠汞齐，这样副反应迅速进行，将消费过多钠汞齐，大量的产物和副产物的生成也影响镱的还原萃取过程的进行。故采用多次萃取的方式进行。

在还原萃取过程中，体系中不断累积一些反应产物及副反应产物，如钠离子、乙酸根等，这既对还原反应平衡产生不利作用，同时反应产物、副产物及游离汞等包围着钠汞齐，无疑将导致钠汞齐活性降低。体系酸度也随反应的进行而下降，从而影响镱的还原萃取。因此在还原萃取操作中，稀土试料经4次钠汞齐还原萃取后，用氢氧化钠将水一相沉淀，滤出沉淀，用乙酸溶解，然后继续进行钠汞齐还原萃取。这样可以除掉生成的反应产物及副产物，使镱的还原萃取效率提高。如果不采用沉淀方法清除体系中反应产物及副产物，则每次还原萃取的效率将下一降，无疑还原萃取次数将增加3。

总结钠汞齐还原萃取法是分离镥中镱的有效方法，经本法分离，镥中镱可降至几个PPm。由于镥不被还原萃取，故本法也可用于制备纯镱。如果采用隔离式自动控制装置，则可更有效地防止汞的公害，这更有利于本法的工业化3。