(PhysOrg.com) - A cualquiera que piense que las amalgamas se limitan a empastes dentales, le falta algo:las amalgamas, que son aleaciones de mercurio y otros metales, se han utilizado durante más de 2500 años en la producción de joyas y para la extracción de metales como plata y oro en operaciones mineras. Estos días, El proceso inverso es de mayor interés:la eliminación del mercurio de las aguas residuales mediante la fusión con metales preciosos en forma de nanopartículas. Kseniia Katok y sus colegas ahora han informado nuevos conocimientos en la revista. Angewandte Chemie :si el diámetro de las nanopartículas de plata se reduce aún más, se puede extraer significativamente más mercurio en relación con la cantidad de plata utilizada.
En el proceso convencional, dos átomos de plata reaccionan con un ion de mercurio, que lleva una doble carga positiva, para producir dos iones de plata, que entran en solución, y un átomo de mercurio neutro, que es absorbido por las partículas de plata metálica. La relación estequiométrica de mercurio a plata es, por tanto, 1:2.
Los investigadores de la Universidad de Brighton (Reino Unido) y sus colegas en Kazajstán, Francia y Japón han determinado ahora que la estequiometría de la reacción cambia si el diámetro de las nanopartículas de plata cae por debajo de los 32 nm críticos. Este efecto, conocida como "hiperestoquiometría" depende del tamaño de las nanopartículas. Con partículas que tienen un diámetro de alrededor de 10 nm, la relación puede alcanzar entre 1,1:1 y 1,7:1, dependiendo del contraión de mercurio. En estos casos, la reacción ocurre claramente de manera diferente a como ocurre con las partículas de plata de tamaño "normal". Los investigadores postulan que los iones de plata producidos inicialmente se absorben en las nanopartículas de plata y, bajo la influencia catalítica de las diminutas nanopartículas de plata, son "reciclados" de nuevo a plata elemental por los contraiones cargados negativamente de las sales de mercurio, que en estos experimentos eran nitrato o acetato. A menudo se ha observado que las nanopartículas muy pequeñas tienen una actividad catalítica más alta que las más grandes porque sus propiedades superficiales dominan sobre sus propiedades a granel. El efecto hiperestoquiométrico sugiere nuevos enfoques para la purificación de la escorrentía y la catálisis.
Para producir las nanopartículas de plata extremadamente pequeñas necesarias, los científicos equiparon una superficie de dióxido de silicio con grupos individuales de hidruro de silicio (-SiH). Estos son capaces de reducir los iones de plata a átomos de plata neutros, que están unidas a la superficie y probablemente actúan como sitios de nucleación para la agregación adicional de plata. La densidad de los grupos SiH y el tiempo de reacción se pueden usar para controlar el tamaño de las partículas. A diferencia de los procesos convencionales, esto no requiere estabilizadores, que se adhieren a las nanopartículas de plata y alteran sus propiedades físicas y químicas.
