2020-09-25 01:09:42

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金属钠是在1807年利用电解氢氧化钠制得的,这个原理应用于工业生产,约在1891年才获得成功。1921年电解氯化钠制钠的工业方法实现了。由于金属钠在现代技术上得到重要应用,它的产量显著地增加了。目前,世界上钠的工业生产多数是用电解氯化钠的方法,少数仍沿用电解氢氧化钠的方法。

基本信息

  • 中文名称

    金属钠

  • 英文名

    sodium

  • 别称

    钠单质

  • 化学式

    Na

  • 分子量

    22.99

  • 熔点

    97℃

  • 沸点

    882

  • 水溶性

    与水反应

  • 密度

    0.97g/cm³

  • 外观

    银白色柔软金属

  • 闪点

    无意义

  • 安全性描述

    易燃易爆

  • 危险性描述

    易燃易爆

  • 工业方法

    电解熔融氯化钠

  • 形态

    冷冻时固定

  • 时间

    1921年

目录

折叠 编辑本段 简介

目前,世界上金属钠的工业生产多数是用电解氯化钠的方法(盐法电解),少数仍沿用电解氢氧化钠的方法(碱法电解)。

电解氯化钠制金属钠通常在电解槽里进行。电解时氯化钠需要熔融,氯化钠的熔点为801℃,在技术上有困难。用熔融温度约为580℃的质量分数为40%氯化钠和60%氯化钙的低温共熔物(即两种或两种以上物质形成的熔点最低的混合物),降低了电解时所需的温度,从而也减低了钠的蒸气压。电解时,氯气阳极放出,当电流通过熔盐时,金属钠和金属钙同时被还原出来,浮在阴极上方的熔盐上面,从管道溢出。把熔融的金属混合物冷却到105~110℃,金属钙成晶体析出,经过滤就可以把金属钠跟金属钙分离。

折叠 编辑本段 性质

折叠 物理性质

为银白色软质金属,钠很软,可以用刀较容易的切开。切开外皮后,可以看到钠具有银白色的金属光泽。钠是热和电的良导体。钠的密度是0.97g/cm3,比水的密度1.0g/cm³小,钠的熔点是97.81℃,沸点是882.9℃。比热容

形态
固定
温度(K)298
300371
比热容 J/(mol*K)29.997
28.077
31.221

实验室中的金属钠通常保存在液体石蜡中,以往的教科书中称钠、钾保存在煤油中是错误的!根据道尔顿分压公式,空气中的氧气也会进入液体石蜡,即使在液体石蜡中,钠也会缓慢的氧化。

折叠 化学性质

钠原子的最外层只有1个电子,很容易失去。因此,钠的化学性质非常活泼,主要表现在:

1.钠跟氧气的反应

常温时发生:4Na+O2=2Na2O

在点燃时发生:2Na+O2==Na2O2(过氧化钠) 和 Na+O2==NaO2(超氧化钠)

2.钠与非金属的反应

钠除了能跟Cl2直接化合外,还能跟很多其它非金属直接化合

跟硫直接化合时发生爆炸 2Na+S==Na2S

3.钠跟水的反应

2Na+2H2O=2NaOH+H2↑

钠的化学性质很活泼,所以它在自然界里不能以游离态存在,因此,在实验室中通常将钠保存在液体石蜡里。

折叠 编辑本段 保存

实验室用,需要保存在液体石蜡中。注意瓶子要密封,在阴凉处保存。工业品用煤油或柴油封装到金属桶中。也有的不用液体石蜡而是用固体石蜡包裹然后封装。

折叠 编辑本段 用途

金属钠有相当大的一部分用于制造一种抗爆剂--四乙基铅,它能降低汽油的爆震性,减少在汽油发动机中使用汽油时发生的噪音.四乙基铅通常是使氯乙烷跟金属钠和铅的合金(钠铅齐)起反应而制成的.

4C2H5Cl+4Na+Pb==(C2H5)4Pb+4NaCl

金属钠能从钛,锆,铌,钽等金属元素的化合物中把它们置换出来.例如:

TiCl4+4Na==Ti+4NaCl

铌和钽通常是共生在某一种矿物内,一般是先分离它们的氟化物,然后再用金属钠置换出铌和钽.

NbF5+5Na==Nb+5NaF

TaF5+5Na==Ta+5NaF

钠还用于制造过氧化钠等化合物.

钠和钾组成的合金在常温时是液体,用于快中子增殖反应堆作热交换流体.下面列出几种钠钾合金的熔点.

高压钠灯现在已大量应用于道路和广场的照明.由于它不降低照度水平而又能减少能源消耗,所以有取代高压汞灯的趋势.早在1950年就在实验室中解决了钠蒸气的气体放电发光问题,但由于需要解决在高温高压下钠蒸气有很强的腐蚀性的问题,直到1965年才制出了第一支高压钠灯.高压钠灯虽问世较晚,但发展很快.

钠灯也可用于洗相的暗室,因为这种黄光不会使相纸曝光.

(1)做还原剂,用以将钛,锆,铌,钽等在国防工业上有重要用途的金属从其熔融的卤化物中还原出来.(2)做化工原料,用以生产丁钠橡胶氢化钠过氧化钠,氰化钠等含钠化合物(3)制造合金.钠与汞的合金钠汞齐,用做有机合成的还原剂.钠铅合金Na4Pb,用于汽油抗爆剂四乙基铅的生产:Na4Pb+4C2H5Cl=(C2H5)4Pb+4NaCl.钠钾合金,在室温下呈液态,它的密度,粘度小,比热大,导热率高,用做核反应堆的冷却剂和热交换剂.(4)做电光源.钠蒸气的黄光透雾力强,用钠制造的高压钠灯广泛用于公路照明.

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