鈉汞齊還原是指鈉和汞的合金在有機反應中作還原劑的反應。鈉汞齊還原萃取法是分離鑥中鐿的有效方法，經本法分離，鑥中鐿可降至幾個PPm。由於鑥不被還原萃取，故本法也可用於製備純鐿。如果採用隔離式自動控制裝置，則可更有效地防止汞的公害，這更有利於本法的工業化。
基本介紹
- 中文名：鈉汞齊還原
- 外文名：Sodium amalgam reduction
- 學科：冶金工程
- 領域：冶煉
- 釋義：鈉和汞的合金在有機反應中的反應
- 示例：分離鑥中鐿
鈉汞齊,鈉汞齊製備,還原萃取操作,總結,
鈉汞齊
鈉汞齊: 鈉溶於汞中得到, 也是液體合金, Na還原性強, 反應猛烈, 但鈉汞齊卻是平和的還原劑，反應不劇烈, 可以控制，鈉與汞形成的鈉汞齊是化學合成過程中常用的還原劑，通常為含鈉2%～10%的鈉汞合金。銀白色，在空氣中與氧和水作用，使表面覆蓋一層氫氧化鈉薄膜而成灰色。隨著含鈉量的遞增，逐漸由液體變成固體。遇水易分解放出氫氣。將汞加熱到200℃左右，慢慢加入小塊金屬鈉即得。主要用作還原劑。
向黃酮類化合物的乙醇溶液中加入鈉汞齊，放置數分鐘至數小時或加熱，過濾，濾液用鹽酸酸化，則黃酮、二氫黃酮、異黃酮、二氫異黃酮類顯紅色，黃酮醇類顯黃色至淡紅色，二氫黃酮醇類顯棕黃色。
鈉汞齊製備
鈉汞齊製備:電解法裝置簡示於圖1。用雙層玻璃容器作電解槽，夾套內通入冷卻水以帶走電解反應中產生的熱量，電解槽下端裝有活塞，打開活塞即可將制好的鈉汞齊放出。電解槽裝有攪拌器。以鉑網為陽極，鉑絲為陰極。電解所用直流電由硒整流器提供。將20%氫氧化鈉和洗淨的汞加入電解槽，開動攪拌馬達，通入冷卻水，用5伏電壓和3安培直流電進行電解以製備鈉汞齊。鈉汞齊中鈉含量的測定方法是先用鹽酸分解鈉汞齊，收集和測定反應所生成的氫氣體積，再計算鈉汞齊中鈉的含量。乙酸、鹽酸和氫氧化鈉等試劑皆為化學純或分析純。
圖1還原萃取操作
本法分離原理是鈉汞齊將與之相接觸的三價鐿還原為金屬鐿，金屬鐿與汞作用生成鐿汞齊進入汞相而與三價的艷相分離。表明鈉汞齊還原萃取法可以有效地除掉鑥中的少量鐿，經鈉汞齊還原萃取後，鑥中鐿含里降為幾個ppm。鈉汞齊還原萃取中糟的還原萃取率為零，因而用本法分離僧中鐿時，糟的回收率將是很高的皆大於97%。所損失的鑥主要是由於操作造成的。
鈉汞齊還原萃取過程中，三價鐿被還原成金屬鐿並與汞生成汞齊而進入汞相，實驗表明三價鐿的還原分二步進行：在還原萃取過程中出現了綠色，鐿含量越高時，綠色越明顯，而綠色是二價，所特有的顏色，顯然這是還原過程分二步進行的令人信服的證據。
鈉汞齊中鈉含量對鐿的還原萃取效果有明顯影響。鈉汞齊中鈉含量過低時，則其還原作用弱，不利於鐿的還原進入汞相。如果這不僅浪費了鈉汞齊，而且副反應產物的增加還不利於鐿的還原進入汞相。鈉汞齊中鈉含量為0.17-0.3%(按重量計)時，還原效果好。鈉含量為0.2-0.44%的鈉汞齊對鐿的還原萃取率高。我們採用含鈉。3%的鈉汞齊還原萃取鑥中鐿。
萃取水相酸度的控制頗為重要。水相酸度過大，則上述副反應劇烈，將消耗鈉汞齊，且生成的副產物累積在水相，對鐿的還原萃取也不利。如果水相酸度過低，則鈉汞齊還原萃取過程稀土可能發生水解，同時在低酸度下乙酸根對稀土的絡合作用增強，可能也不利於鐿的還原萃取。一般認為鈉汞齊還原萃取鐿水相酸度控制在pH3-5為宜。在鈉汞齊還原萃取中，由於鈉汞齊中鈉置換酸中氫或分解水而導致介質的pH值升高。水相加入一定量乙酸，可起緩衝劑作用，有利於還原萃取率提高。
鈉汞齊與稀土試料的接觸時間也是一個影響鐿還原萃取率的重要因素。接觸時間過短，反應進行不充分，鐿的還原萃取率勢必降低。接觸時間過長，已還原的鐿可能又按上述反應重新被氧化，也導致鐿的還原萃取率下降，同時接觸時間長也不利於生產效率的提高。我們選定的接觸時間為1分鐘。
為了提高鐿的還原萃取率，鈉汞齊的用量是過量的。但一次不宜加入大量鈉汞齊，這樣副反應迅速進行，將消費過多鈉汞齊，大量的產物和副產物的生成也影響鐿的還原萃取過程的進行。故採用多次萃取的方式進行。
在還原萃取過程中，體系中不斷累積一些反應產物及副反應產物，如鈉離子、乙酸根等，這既對還原反應平衡產生不利作用，同時反應產物、副產物及游離汞等包圍著鈉汞齊，無疑將導致鈉汞齊活性降低。體系酸度也隨反應的進行而下降，從而影響鐿的還原萃取。因此在還原萃取操作中，稀土試料經4次鈉汞齊還原萃取後，用氫氧化鈉將水一相沉澱，濾出沉澱，用乙酸溶解，然後繼續進行鈉汞齊還原萃取。這樣可以除掉生成的反應產物及副產物，使鐿的還原萃取效率提高。如果不採用沉澱方法清除體系中反應產物及副產物，則每次還原萃取的效率將下一降，無疑還原萃取次數將增加。
總結
鈉汞齊還原萃取法是分離鑥中鐿的有效方法，經本法分離，鑥中鐿可降至幾個PPm。由於鑥不被還原萃取，故本法也可用於製備純鐿。如果採用隔離式自動控制裝置，則可更有效地防止汞的公害，這更有利於本法的工業化。
