Amalgaami

Amalgaami on elohopean muiden metallien kanssa muodostama metalliseos. Elohopea on myrkyllinen raskasmetalli. Amalgaami voi olla olomuodoltaan nestemäistä, pehmeää massaa tai kiinteää, riippuen elohopean suhteellisesta määrästä. Amalgaamit muodostuvat elohopean ja sekoittuvan metallin atomien muodostaessa metallisidoksia keskenään. Lähes kaikki metallit voivat muodostaa amalgaameja elohopean kanssa. Merkittäviä metalleja, jotka eivät muodosta amalgaameja ovat rauta, platina, volframi ja tantaali. Yksi tärkeimmistä käyttökohteista amalgaamille on hammashoidossa, jossa varsinkin hopea-amalgaamia käytetään paikka-aineena. Amalgaameja voidaan hyödyntää myös kaivostoiminnassa, esimerkiksi kullan eristämiseksi malmista.

1.1 Kaliumamalgaami

Alkalimetaleille amalgaamin muodostumisreaktio on eksoterminen ja toisistaan erottuvia kemiallisia muotoja, kuten KHg ja KHg2, on mahdollista tunnistaa. KHg on kullanvärinen yhdiste, jonka sulamispiste on 178 °C kun taas KHg₂ on hopeanvärinen yhdiste, jonka sulamispiste on 278 °C. Nämä amalgaamit ovat herkkiä ilmalle ja vedelle, mutta niitä voidaan käsitellä kuivassa typpiatmosfäärissä. Kaliumamalgaamin tiedetään myös esiintyvän muodoissa K₅Hg₇ ja KHg₁₁.

1.2 Natriumamalgaami

Natriumamalgaamia voidaan valmistaa eri tavoilla, yleisimmin valmistettu natriumamalgaami on amalgaami, joka sisältää 2-6% natriumia. Yleisin tapa valmistaa tätä on lisätä elohopeaa natriumsuikaleisiin. Tämä valmistustapa ei vaadi lämmitystä.
Natrium-amalgaamia käytetään alkaanien ja alkeenien valmistuksessa, N-O ja S-O sidoksien rikkomisessa, sekä tiettyjen funktionaalisten ryhmien poistamisessa. Natrium-amalgaamit hajoavat vedessä, mutta reaktio tapahtuu hitaammin kuin puhtaan natriumin kanssa. Natrium-amalgaamia myydään pääasiassa kiinteässä muodossa ja sen myynti on rajoitettua.

1.3 Alumiiniamalgaami

Alumiini-amalgaamia voidaan valmistaa lisäämällä alumiinia elohopeaan, mutta turvallisempi ja hallittavampi tapa on lisätä alumiinia 0,1M elohopea-kloori-vesiliuokseen. Kun alumiini on ollut liuoksessa 10 minuuttia, se on muodostanut elohopean kanssa alumiiniamalgaamia. Alumiini-amalgaamia voidaan käyttää mineraalien synteeseissä, jolloin synteesi onnistuisi alhaisissa lämpötiloissa ja normaali-ilmanpaineessa.

1.4 Kulta-amalgaami

Kulta-amalgaamia käytettiin aktiivisesti silloin, kun pienten kultahippujen erottaminen jauhetusta malmista ei onnistunut huuhtomalla tai muilla helppokäyttöisillä menetelmillä. Tällöin yhteen useista malmin erottamisessa käytetyistä erotusastioista lisättiin elohopeaa ja malmissa ollut kulta muodosti amalgaamin, joka oli erotettavissa. Kulta erotettiin amalgaamista kuumentamalla, jolloin elohopea höyrystyi pois.

Talliumamalgaami

Talliumamalgaamin jähmettymislämpötila on –58 °C, eli alhaisempi kuin puhtaan elohopean. Sitä käytetäänkin lämpömittareissa, joiden tulee toimia erityisen kylmissä olosuhteissa.

Sinkkiamalgaami

Sinkkiamalgaamia voidaan käyttää orgaanisessa synteesissä, esimerkiksi Clemmensen-pelkistyksessä. Se on voimakas pelkistin ja sitä käytetään myös analyyttisessä kemiassa.

Tina-amalgmaami

Tina-amalgaami oli pääraaka-aineena lasipeilien valmistuksessa aina 1500-luvulta 1900-luvulle asti. Näitä peilejä ei enää kuitenkaan valmisteta, sillä tina-amalgaamissa piilee vaara altistua elohopealle.

Hammashoito

Amalgaameja on käytetty hammashoidossa hammaspaikkoina jo yli 150 vuoden ajan. Hammaspaikoissa käytetään hopea-amalgaamia, joka sisältää tyypillisesti 50 % elohopeaa (Hg), 35 % hopeaa (Ag) sekä pienempiä määriä kuparia (Cu) ja tinaa (Sn). Osittain on siirrytty muovisiin hammaspaikkoihin, jotka ovat valkoisia toisin kuin amalgaamipaikat.  Siirtymisen syynä on erityisesti muovipaikkojen esteettisyys ja aiemmin myös pienten elohopeamäärien irtoaminen hammaspaikoista. 
Amalgaamin käytöllä hammaspaikoissa on kuitenkin ollut monia syitä. Amalgaami on halpa materiaali ja sitä on helppo käsitellä. Se muodostaa ensin pehmeän massan, jolla voidaan täyttää epäsäännölliset reiät ja jota voi muotoilla vapaasti, ja tämän jälkeen kovettuu. Se on myös hyvin kestävä materiaali. Hartsipohjaiset muovipaikat ovat kuitenkin kehittyneet jatkuvasti ja ovat nykyään korvaamassa amalgaamipaikkoja.
Hammashoidossa käytettyjä amalgaameja on tutkittu ja niitä pidetään yleisesti turvallisina ihmisille . Joidenkin tutkimusten pätevyyttä on kuitenkin kyseenalaistettu. Kesäkuussa 2018 EU kielsi amalgaamien käytön hammashoidossa alle 15 vuotta täyttäneillä ja raskaana olevilla tai imettävillä naisilla.

Kaivostoiminta

Elohopeaa on käytetty kaivostoiminnassa erityisesti kullan ja hopean erottamiseksi malmista, sillä elohopea muodostaa helposti amalgaamin näiden arvometallien kanssa. Malmista erotettiin ensin käyttömetallit ja sen jälkeen jäännökset kuljetettiin elohopealla pinnoitetun kaukalon läpi. Tämän jälkeen elohopeapinnoite raaputettiin pois ja elohopea höyrystettiin pois. Jos jäännösmalmissa oli kultaa, jää se höyrystymättä ja se voidaan ottaa talteen. 
Amalgaamien muodostumiseen perustuvia erotusmenetelmiä on käytetty jo antiikin aikoina. Viime vuosikymmeninä elohopean käyttöä erotuksessa on pyritty minimoimaan sen myrkyllisyyden vuoksi, mutta erityisesti useissa kehitysmaissa elohopea on vielä aktiivisessa käytössä pienen mittakaavan kaivostoiminnassa. Se onkin maapallon suurin yksittäinen elohopeasaasteen aiheuttaja.

Amalgaamianturi

Amalgaamiantureita voidaan käyttää myrkyllisten elohopeasuolojen havaitsemiseen vesiliuoksesta. Anturien toiminta perustuu niiden materiaalina toimivan kuparin taipumukseen muodostaa amalgaameja elohopean kanssa. Typpihappoon liuotettua tutkittavaa suolaa laitetaan kuparikalvon päälle ja mikäli siinä on elohopeaa, huomataan se kalvon pinnalle muodostuneen hopeanvärisen amalgaamin perusteella.