氯化钠:修订间差异
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| LD50 =3 g/kg(口服,大鼠)<ref>{{cite journal | last=Tucker | first=R. K. | last2=Haegele | first2=M. A. | title=Comparative acute oral toxicity of pesticides to six species of birds | journal=Toxicology and Applied Pharmacology | volume=20 | issue=1 | date=1971 | issn=0041-008X | pmid=5110827 | doi=10.1016/0041-008x(71)90088-3 | pages=57–65}}</ref> |
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'''氯化钠'''([[化学式]]:[[钠|Na]][[氯|Cl]]),是一种[[离子化合物]]。钠离子和氯离子的原子质量分别为22. |
'''氯化钠'''([[化学式]]:[[钠|Na]][[氯|Cl]]),俗稱[[食鹽]]、鹽,是一种[[离子化合物]]。[[鈉離子|钠离子]]和[[氯|氯离子]]的[[原子質量|原子质量]]分别为22.99g和35.45g/[[摩尔 (单位)|mol]],也就是说100g的氯化钠中含有39.34g的钠和 60.66g的氯。氯化钠是[[海水]]中[[海盐|盐分]]的主要组成部分,它的存在也使得海水有其特有的[[咸味]]。氯化钠也是[[细胞外液]]的主要盐类,0.9%的氯化鈉水溶液俗称为[[生理盐水]]。其可食用的形态是[[食盐]]的主要成分,多用于[[食物]]的调味和保存。 |
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在工 |
在工业中,主要用于制造[[氢氧化钠]]和[[氯]]以及应用于[[聚氯乙烯]]、[[塑料]]、[[木浆]](纸浆)等许多其他[[產品|产品]]的生产过程。由于它可以降低[[水]]的[[熔点]],偶尔也用于解冻冰冻的路面。 |
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氯化钠的[[pH]]是7。 |
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== 生产 == |
== 生产 == |
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=== 各种化合物的生产 === |
=== 各种化合物的生产 === |
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氯化钠是各种化学反应的生产中 |
氯化钠是各种[[化学反应]]的生产中(不管是直接还是间接使用)不可缺少的[[原料]]。 |
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==== [[氯碱法]] ==== |
==== [[氯碱法]] ==== |
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由[[电解]]饱和[[食盐]]水溶液制取[[氫氧化鈉]]、[[氯气]]和[[氫氣|氢气]]的工业生产方法,是重要的基础化学工业之一。其反应如下: |
由[[电解]]饱和[[食盐]][[水溶液]]制取[[氫氧化鈉]]、[[氯气]]和[[氫氣|氢气]]的[[工业]]生产方法,是重要的基础[[化学工业]]之一。其反应如下: |
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-{zh-hans:<math>\mathrm{2NaCl + 2H_2O}\; \xrightarrow{\text{电 解 }}\;\mathrm{H_2\uparrow + Cl_2\uparrow + 2NaOH}</math>; zh-hant:<math>\mathrm{2NaCl + 2H_2O}\; \xrightarrow{\text{電 解 }}\;\mathrm{H_2\uparrow + Cl_2\uparrow + 2NaOH}</math>}- |
-{zh-hans:<math>\mathrm{2NaCl + 2H_2O}\; \xrightarrow{\text{电 解 }}\;\mathrm{H_2\uparrow + Cl_2\uparrow + 2NaOH}</math>; zh-hant:<math>\mathrm{2NaCl + 2H_2O}\; \xrightarrow{\text{電 解 }}\;\mathrm{H_2\uparrow + Cl_2\uparrow + 2NaOH}</math>}- |
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==== [[氨碱法]] ==== |
==== [[氨碱法]] ==== |
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也叫[[氨碱法|索尔维法]],是工业生产[[碳酸钠]]的主要方法。此反应需要氯化钠和[[石灰石]],其产物是[[氯化钙]]和碳酸钠。 |
也叫[[氨碱法|索尔维法]],是工业生产[[碳酸钠]]的主要方法。此反应需要[[氯化钠]]和[[石灰石]],其产物是[[氯化钙]]和[[碳酸钠]]。 |
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==== [[联合制碱法]] ==== |
==== [[联合制碱法]] ==== |
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也叫[[侯氏制碱法]],同样是工业生产[[碳酸钠]]的主要方法。此反应需要氯化钠、二氧化碳和氨气,其产物是氮肥[[氯化铵]]和碳酸氢钠,再经加热使碳酸氢钠分解为碳酸钠。 |
也叫[[侯氏制碱法]],同样是工业生产[[碳酸钠]]的主要方法。此反应需要氯化钠、[[二氧化碳]]和[[氨气]],其产物是氮肥[[氯化铵]]和[[碳酸氢钠]],再经加热使碳酸氢钠分解为碳酸钠。 |
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==== [[硬水软化]] ==== |
==== [[硬水软化]] ==== |
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[[硬水]](如井水)含有大量的镁离子 |
[[硬水]](如井水)含有大量的[[镁]]离子和[[钙]]离子。硬水有许多危害,包括降低[[洗衣液]]的效果和阻塞[[水管]],因此需要用[[离子交换树脂]]将其置换出来。氯化钠用于更新已失效的[[離子交換樹脂]],使其能重复使用。 |
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== 晶体结构 == |
== 晶体结构 == |
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{{see also|离子晶体}} |
{{see also|离子晶体}} |
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[[File:Halite09.jpg|缩略图|左|纯净的[[石盐]]是氯化钠晶体。]] |
[[File:Halite09.jpg|缩略图|左|纯净的[[石盐]]是氯化钠晶体。]] |
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氯化钠晶体的内部结构,是人类测试的第一个[[晶体结构]]<ref>{{cite web|title=氯化钠的晶体结构|url=https://amuseum.cdstm.cn/AMuseum/crystal/12010206.html#_pageTop|website=中国数字科技馆|accessdate=2017-10-23|archive-date=2020-05-02|archive-url=https://web.archive.org/web/20200502072157/https://amuseum.cdstm.cn/AMuseum/crystal/12010206.html#_pageTop|dead-url=no}}</ref>。氯化 |
氯化钠晶体的内部结构,是人类测试的第一个[[晶体结构]]<ref>{{cite web|title=氯化钠的晶体结构|url=https://amuseum.cdstm.cn/AMuseum/crystal/12010206.html#_pageTop|website=中国数字科技馆|accessdate=2017-10-23|archive-date=2020-05-02|archive-url=https://web.archive.org/web/20200502072157/https://amuseum.cdstm.cn/AMuseum/crystal/12010206.html#_pageTop|dead-url=no}}</ref>。氯化钠的[[晶体]]形成立体对称,每个[[离子]]有六个相邻的离子,组成一个八面体。其[[晶体结构]]中,较大的[[氯]]离子排成立方[[最密堆积]](ccp),较小的[[钠]]离子则填充[[氯]]离子之间的八面体的空隙。每个离子周围都被六个其他的离子包围着。这种结构也存在于其他很多化合物中,称为氯化钠型结构。 |
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氯化钠的晶体主要有带正电荷的Na<sup>+</sup>和带负电荷的Cl<sup>−</sup>组成,Na<sup>+</sup>和Cl<sup>−</sup>在相互垂直的3个方向上的平面上以1:1的比例均匀分布,每个方向上的平面上电荷的代数和为0,称为“电性中和面”。“电性中和面”内[[静电力]]较强,但相互平行的相邻的“电性中和面”之间的静电力较弱,导致氯化钠晶体的解理沿着这3个互相垂直的方向产生。因此,当氯化钠晶体受到外力发生破裂时,容易沿着这3个方向破裂开形成一个垂直的“三面凹角”。 |
氯化钠的晶体主要有带正[[电荷]]的Na<sup>+</sup>和带负电荷的Cl<sup>−</sup>组成,Na<sup>+</sup>和Cl<sup>−</sup>在相互垂直的3个方向上的平面上以1:1的比例均匀分布,每个方向上的平面上电荷的代数和为0,称为“电性中和面”。“电性中和面”内[[静电力]]较强,但相互平行的相邻的“电性中和面”之间的静电力较弱,导致氯化钠晶体的解理沿着这3个互相垂直的方向产生。因此,当氯化钠晶体受到外力发生破裂时,容易沿着这3个方向破裂开形成一个垂直的“三面凹角”。 |
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==性质== |
==性质== |
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[[File:WatNaCl-zh.png|thumb|250px|left|常压下水盐体系的[[相图]]]] |
[[File:WatNaCl-zh.png|thumb|250px|left|常压下水盐体系的[[相图]]]] |
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===物理性质=== |
===物理性质=== |
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氯化钠在多数情況下是白色的粉末,其結晶是半透明的[[立方體]],但也可能會因雜質而呈現出 |
氯化钠在多数情況下是白色的粉末,其結晶是半透明的[[立方體|立方体]],但也可能會因雜質而呈現出蓝或紫的色調。氯化钠的莫耳質量是58.443g/mol,熔點為{{convert|801|°C|°F}},沸點為{{convert|1465|°C|°F}},密度是每立方厘米2.17克。[[莫氏硬度]]为2~2.5。<ref>{{cite book |author1=Sirdeshmukh, Dinker B. |author2=Sirdeshmukh, Lalitha |author3=Subhadra, K. G. |lastauthoramp=yes |title=Alkali halides: a handbook of physical properties |publisher=Springer |year=2001 |isbn=3-540-42180-7 |pages=65, 68 |url=https://books.google.com/books?id=X-yL7EgMK6wC&pg=PA68 |access-date=2017-10-23 |archive-date=2016-09-04 |archive-url=https://web.archive.org/web/20160904210129/https://books.google.com/books?id=X-yL7EgMK6wC&pg=PA68 |dead-url=no }}</ref><ref>{{cite web|title=氯化钠(NaCl)晶体|url=http://www.jloptics.com/cailiao2.php|website=吉林光正晶体有限公司|accessdate=2017-10-23|archive-url=https://web.archive.org/web/20171024043221/http://www.jloptics.com/cailiao2.php|archive-date=2017-10-24|dead-url=yes}}</ref> |
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氯化钠易溶 |
氯化钠易溶于水,常温下在水中的[[溶解度]]是359克/升。食盐水的物理性质与纯水有较大的差异。常压下,水盐体系的[[共晶系統|低共熔点]]为−21.12 °C(−6.02 °F),低共熔物中盐的质量分数为23.31%{{efn|低共熔点是盐水能够达到的最低温度。质量分数大于23.31%的盐水在冷却到该温度之前会析出盐(或其水合物),质量分数小于23.31%的盐水在冷却到该温度之前则会析出冰。}}。该质量分数的食盐水沸点约为108.7 °C (227.7 °F)<ref name="u1">Elvers, B. ''et al.'' (ed.) (1991) Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th ed. Vol. A24, Wiley, p. 319, ISBN 978-3-527-20124-2.</ref>。氯化钠溶液的PH值不是正好等于7,而是视浓度,溫度及純度而定,介于5.6至8.4之间<ref>L Shu, IJ Obagbemi, S Liyanaarachchi, D Navaratna, R Parthasarathy, V Jegatheesan (2016) Why does pH increase with CaCl2 as draw solution during forward osmosis filtration,Process Safety and Environmental Protection 104, 465–471</ref>。 |
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依據sigma Aldrich 物質資料表: 氯化鈉水中溶解度為(25°C) 357 mg/ml, 100°C為 384 mg/ml。飽和食鹽水之密度為 (25°C) 1.202 g/ml。 |
依據sigma Aldrich 物質資料表: 氯化鈉水中溶解度為(25°C) 357 mg/ml, 100°C為 384 mg/ml。飽和食鹽水之密度為 (25°C) 1.202 g/ml。 |
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依此換算25°C 飽和食鹽水每一立方公分含316.223毫克之氯化鈉。<br> |
依此換算25°C 飽和食鹽水每一立方公分含316.223毫克之氯化鈉。<br> |
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(網路上之飽和生理食鹽水密度錯誤甚多,推估為教學現場密度考題衍生之錯誤) |
(網路上之飽和生理食鹽水密度錯誤甚多,推估為教學現場密度考題衍生之錯誤) |
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! {{chembox header}}|氯化钠在不同[[溶液]]中的[[溶解度]]<br>g / 1 kg ,25℃<ref>{{cite book |author=Burgess, J. |title=Metal Ions in Solution |publisher=Ellis Horwood |location=New York |year=1978 |isbn=0-85312-027-7}}</ref> |
! {{chembox header}}|氯化钠在不同[[溶液]]中的[[溶解度]]<br>g / 1 kg ,25℃<ref>{{cite book |author=Burgess, J. |title=Metal Ions in Solution |url=https://archive.org/details/metalionsinsolut0000john |publisher=Ellis Horwood |location=New York |year=1978 |isbn=0-85312-027-7}}</ref> |
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| [[水的性质|水]] || 360 |
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{{see also|离子键}} |
{{see also|离子键}} |
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[[File:NaCl(H2O)2slab.png|缩略图|left|250px|氯化钠溶液中的NaCl •2H<sub>2</sub>O,红色[[氧|O]],白色[[氢|H]],绿色[[氯|Cl]],紫色[[钠|Na]]<ref>{{cite journal|title=The crystal structure of sodium chloride dihydrate |author1=Klewe, B.|author2=Pedersen, B.|journal=Acta Cryst.|year=1974|volume=B30|pages=2363–2371|doi=10.1107/S0567740874007138}}</ref>]] |
[[File:NaCl(H2O)2slab.png|缩略图|left|250px|氯化钠溶液中的NaCl •2H<sub>2</sub>O,红色[[氧|O]],白色[[氢|H]],绿色[[氯|Cl]],紫色[[钠|Na]]<ref>{{cite journal|title=The crystal structure of sodium chloride dihydrate |author1=Klewe, B.|author2=Pedersen, B.|journal=Acta Cryst.|year=1974|volume=B30|pages=2363–2371|doi=10.1107/S0567740874007138}}</ref>]] |
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氯化钠是一 |
氯化钠是一种[[离子化合物]],[[化学式]]为<chem>NaCl</chem>,代表[[钠離子]]與[[氯離子]]的比例是一比一,之间靠[[离子键]]结合。钠原子将其[[基态原子电子组态列表|3s态]]电子转移到氯原子的3d态上,两者都达到稳定的电子结构。带正电的[[钠离子]]与带负电的[[氯离子]]相互吸引,稳定的结合在一起<ref>{{cite book|author1=王昆林|title=材料工程基础|publisher=清华大学出版社|isbn=7302070644|page=44}}</ref>。 |
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氯化钠溶於水時,完全电离为钠離子與氯離子<ref name="EB">{{cite web|url=http://www.britannica.com/EBchecked/topic/519712/salt-NaCl |title=Salt (NaCl) |last=Wood |first=Frank Osborne |publisher=Encyclopædia Britannica online |accessdate=2013-10-09 |deadurl=no |archiveurl=https://web.archive.org/web/20150502184136/http://www.britannica.com/EBchecked/topic/519712/salt-NaCl |archivedate=2015-05-02 }}</ref>。他们会使纯水靠[[氢键]]键合形成的正常结构(四面体排列)遭到破坏<ref name=Lincoln>Lincoln, S. F.; Richens, D. T. and Sykes, A. G. (2003) "Metal Aqua Ions" Comprehensive Coordination Chemistry II Volume 1, pp. 515–555. {{DOI|10.1016/B0-08-043748-6/01055-0}}</ref>。Na<sup>+</sup>与水分子的结合力大约是水分子间氢键的4倍{{efn|但这种作用低于共价键的强度。}}。<ref>{{cite book|author1=段振华|title=高等学校研究生教材·高级食品化学|date=2012|publisher=中国轻工业出版社|isbn=7501983844}}</ref> |
氯化钠溶於水時,完全电离为钠離子與氯離子<ref name="EB">{{cite web|url=http://www.britannica.com/EBchecked/topic/519712/salt-NaCl |title=Salt (NaCl) |last=Wood |first=Frank Osborne |publisher=Encyclopædia Britannica online |accessdate=2013-10-09 |deadurl=no |archiveurl=https://web.archive.org/web/20150502184136/http://www.britannica.com/EBchecked/topic/519712/salt-NaCl |archivedate=2015-05-02 }}</ref>。他们会使纯水靠[[氢键]]键合形成的正常结构(四面体排列)遭到破坏<ref name=Lincoln>Lincoln, S. F.; Richens, D. T. and Sykes, A. G. (2003) "Metal Aqua Ions" Comprehensive Coordination Chemistry II Volume 1, pp. 515–555. {{DOI|10.1016/B0-08-043748-6/01055-0}}</ref>。Na<sup>+</sup>与水分子的结合力大约是水分子间氢键的4倍{{efn|但这种作用低于共价键的强度。}}。<ref>{{cite book|author1=段振华|title=高等学校研究生教材·高级食品化学|date=2012|publisher=中国轻工业出版社|isbn=7501983844}}</ref> |
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* 蒸发咸水(如晾晒海水),在水没有完全蒸干前滤出氯化钠晶体。适合大量生产。<ref>[http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/salt/mcs-2011-salt.pdf Salt] {{Wayback|url=http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/salt/mcs-2011-salt.pdf |date=20170514121710 }}, U.S. Geological Survey</ref> |
* 蒸发咸水(如晾晒海水),在水没有完全蒸干前滤出氯化钠晶体。适合大量生产。<ref>[http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/salt/mcs-2011-salt.pdf Salt] {{Wayback|url=http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/salt/mcs-2011-salt.pdf |date=20170514121710 }}, U.S. Geological Survey</ref> |
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* 少量精制:将粗盐溶解于水中,过滤掉不溶性杂质,再加精制剂如[[氢氧化钠|NaOH]]、[[碳酸钠|Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>]] 和[[氯化钙|CaCl<sub>2</sub>]] 等,使[[硫酸根|SO<sub>4</sub><sup>2−</sup>]]、[[钙离子|Ca<sup>2+</sup>]]、[[镁离子|Mg<sup>2+</sup>]] 等可溶性杂质转化成沉淀,并滤除。最后用[[盐酸]]将pH调节至7以下,蒸干溶液,得到氯化钠晶体。 |
* 少量精制:将粗盐溶解于水中,过滤掉不溶性杂质,再加精制剂如[[氢氧化钠|NaOH]]、[[碳酸钠|Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>]] 和[[氯化钙|CaCl<sub>2</sub>]] 等,使[[硫酸根|SO<sub>4</sub><sup>2−</sup>]]、[[钙离子|Ca<sup>2+</sup>]]、[[镁离子|Mg<sup>2+</sup>]] 等可溶性杂质转化成沉淀,并滤除。最后用[[盐酸]]将pH调节至7以下,蒸干溶液,得到氯化钠晶体。 |
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* 实验室里的制备方法:将过量的[[盐酸]]和[[氢氧化钠]],[[碳酸氫鈉]],[[氧化鈉]]或[[碳酸钠|碳酸鈉]]等鈉鹽的[[水溶液]]混合,蒸干溶液,析出氯化钠晶体。 |
* 实验室里的制备方法:将过量的[[盐酸]]和[[氢氧化钠]],[[碳酸氫鈉]],[[氧化鈉]]或[[碳酸钠|碳酸鈉]]等鈉鹽的[[水溶液]]混合,或將過氧化氫與次氯酸鈉溶液混合,蒸干溶液,析出氯化钠晶体。 |
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** HCl(aq)+NaOH(aq)→NaCl(aq)+H₂O(l) |
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** HCl(aq)+NaHCO₃(aq)→NaCl(aq)+CO₂(g)+H₂O(l) |
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** 2HCl(aq)+Na₂O(s)→2NaCl(aq)+H₂O(l) |
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** 4HCl(aq)+2Na₂O₂(s)→4NaCl(aq)+O₂(g)+2H₂O(l) |
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** 2HCl(aq)+Na₂CO₃(aq)→2NaCl(aq)+CO₂(g)+H₂O |
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** H₂O₂(aq)+NaClO(aq)→NaCl(aq)+O₂(g)+H₂O(l) |
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*把金屬鈉放進鹽酸,蒸乾溶液,得到氯化鈉晶體。 |
*把金屬鈉放進鹽酸,蒸乾溶液,得到氯化鈉晶體。 |
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**2HCl(aq)+2Na(s)→2NaCl(aq)+H₂(g) |
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:但此為爆炸性反應,一般不會使用。 |
:但此為爆炸性反應,一般不會使用。 |
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*把金屬鈉加熱,並放進氯氣中混合,得到氯化鈉晶體。 |
*把金屬鈉加熱,並放進氯氣中混合,得到氯化鈉晶體。 |
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**2Na(s)+Cl₂(g)→2NaCl(s) |
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== 用途 == |
== 用途 == |
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{{Update|time=2024-03-19T12:45:58+00:00}} |
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氯化钠的用途很广,使用量也大。根据1974年的统计数据,美国生产的氯化钠中只有2.7%作为家用食盐出售,16.6%用于路面[[除冰]]<ref>Rastogi, Nina (16 February 2010) [http://www.slate.com/id/2244156 Does road salt harm the environment?] {{Wayback|url=http://www.slate.com/id/2244156 |date=20110907130150 }} slate.com.</ref>,4.2%用于动物饲料,1.8%用于[[硬水软化]],剩余60%以上均被用于工业生产<ref name=Ullmann>Westphal, Gisbert ''et al.'' (2002) "Sodium Chloride" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim {{DOI|10.1002/14356007.a24_317.pub4}}.</ref>。 |
氯化钠的用途很广,使用量也大。根据1974年的统计数据,美国生产的氯化钠中只有2.7%作为家用食盐出售,16.6%用于路面[[除冰]]<ref>Rastogi, Nina (16 February 2010) [http://www.slate.com/id/2244156 Does road salt harm the environment?] {{Wayback|url=http://www.slate.com/id/2244156 |date=20110907130150 }} slate.com.</ref>,4.2%用于动物饲料,1.8%用于[[硬水软化]],剩余60%以上均被用于工业生产<ref name=Ullmann>Westphal, Gisbert ''et al.'' (2002) "Sodium Chloride" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim {{DOI|10.1002/14356007.a24_317.pub4}}.</ref>。 |
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[[File:Table salt with salt shaker V1.jpg|缩略图|食盐是一种咸味调料。]] |
[[File:Table salt with salt shaker V1.jpg|缩略图|食盐是一种咸味调料。]] |
2024年12月13日 (五) 06:47的最新版本
氯化钠 | |
---|---|
IUPAC名 Sodium chloride | |
英文名 | Sodium chloride |
别名 | 食盐、石盐、盐、食用盐 |
识别 | |
CAS号 | 7647-14-5 |
PubChem | 5234 |
ChemSpider | 5044 |
SMILES |
|
InChI |
|
InChIKey | FAPWRFPIFSIZLT-REWHXWOFAE |
Beilstein | 3534976 |
Gmelin | 13673 |
EINECS | 231-598-3 |
ChEBI | 26710 |
RTECS | VZ4725000 |
KEGG | D02056 |
MeSH | Sodium+chloride |
性质 | |
化学式 | NaCl |
摩尔质量 | 58.44277 g·mol⁻¹ |
外观 | 白色或无色晶体或粉末[1] |
密度 | 2.17 g/cm³ (固)[1] |
熔点 | 802.018 °C (1075.168 K)[1] |
沸点 | 1465 °C (1738.15 K)[1] |
溶解性(水) | 36.0 g/100 g (25 °C)[1] |
溶解性 | 微溶于乙醇(詳見「物理性質」一節)[1] |
折光度n D |
1.55 (500 nm)[2] |
结构 | |
晶体结构 | 面心立方结构[1] |
晶格常数 | a = 564 pm[3] |
配位几何 | 八面体 |
危险性 | |
警示术语 | R:R36 |
安全术语 | S:无 |
NFPA 704 | |
致死量或浓度: | |
LD50(中位剂量)
|
3 g/kg(口服,大鼠)[4] |
相关物质 | |
其他阴离子 | 氟化钠、溴化钠、 碘化钠 |
其他阳离子 | 氯化锂、氯化钾、 氯化铷、氯化铯、 氯化镁、氯化钙、 氯化钡 |
相关盐 | 乙酸钠 |
若非注明,所有数据均出自标准状态(25 ℃,100 kPa)下。 |
氯化钠(化学式:NaCl),俗稱食鹽、鹽,是一种离子化合物。钠离子和氯离子的原子质量分别为22.99g和35.45g/mol,也就是说100g的氯化钠中含有39.34g的钠和 60.66g的氯。氯化钠是海水中盐分的主要组成部分,它的存在也使得海水有其特有的咸味。氯化钠也是细胞外液的主要盐类,0.9%的氯化鈉水溶液俗称为生理盐水。其可食用的形态是食盐的主要成分,多用于食物的调味和保存。
在工业中,主要用于制造氢氧化钠和氯以及应用于聚氯乙烯、塑料、木浆(纸浆)等许多其他产品的生产过程。由于它可以降低水的熔点,偶尔也用于解冻冰冻的路面。
氯化钠的pH是7。
生产
[编辑]各种化合物的生产
[编辑]氯化钠是各种化学反应的生产中(不管是直接还是间接使用)不可缺少的原料。
由电解饱和食盐水溶液制取氫氧化鈉、氯气和氢气的工业生产方法,是重要的基础化学工业之一。其反应如下:
也叫索尔维法,是工业生产碳酸钠的主要方法。此反应需要氯化钠和石灰石,其产物是氯化钙和碳酸钠。
也叫侯氏制碱法,同样是工业生产碳酸钠的主要方法。此反应需要氯化钠、二氧化碳和氨气,其产物是氮肥氯化铵和碳酸氢钠,再经加热使碳酸氢钠分解为碳酸钠。
硬水(如井水)含有大量的镁离子和钙离子。硬水有许多危害,包括降低洗衣液的效果和阻塞水管,因此需要用离子交换树脂将其置换出来。氯化钠用于更新已失效的離子交換樹脂,使其能重复使用。
晶体结构
[编辑]氯化钠晶体的内部结构,是人类测试的第一个晶体结构[5]。氯化钠的晶体形成立体对称,每个离子有六个相邻的离子,组成一个八面体。其晶体结构中,较大的氯离子排成立方最密堆积(ccp),较小的钠离子则填充氯离子之间的八面体的空隙。每个离子周围都被六个其他的离子包围着。这种结构也存在于其他很多化合物中,称为氯化钠型结构。
名称 | 英文名 | 代号 | 晶格结构 | 晶系 | 配位 | 举例 | 示意图(点击可放大) |
---|---|---|---|---|---|---|---|
氯化钠结构 | NaCl structure | B1型 | 面心立方晶格 | 立方晶系 | [a] | [b] |
氯化钠的晶体主要有带正电荷的Na+和带负电荷的Cl−组成,Na+和Cl−在相互垂直的3个方向上的平面上以1:1的比例均匀分布,每个方向上的平面上电荷的代数和为0,称为“电性中和面”。“电性中和面”内静电力较强,但相互平行的相邻的“电性中和面”之间的静电力较弱,导致氯化钠晶体的解理沿着这3个互相垂直的方向产生。因此,当氯化钠晶体受到外力发生破裂时,容易沿着这3个方向破裂开形成一个垂直的“三面凹角”。
性质
[编辑]物理性质
[编辑]氯化钠在多数情況下是白色的粉末,其結晶是半透明的立方体,但也可能會因雜質而呈現出蓝或紫的色調。氯化钠的莫耳質量是58.443g/mol,熔點為801 °C(1,474 °F),沸點為1,465 °C(2,669 °F),密度是每立方厘米2.17克。莫氏硬度为2~2.5。[6][7]
氯化钠易溶于水,常温下在水中的溶解度是359克/升。食盐水的物理性质与纯水有较大的差异。常压下,水盐体系的低共熔点为−21.12 °C(−6.02 °F),低共熔物中盐的质量分数为23.31%[c]。该质量分数的食盐水沸点约为108.7 °C (227.7 °F)[8]。氯化钠溶液的PH值不是正好等于7,而是视浓度,溫度及純度而定,介于5.6至8.4之间[9]。
依據sigma Aldrich 物質資料表: 氯化鈉水中溶解度為(25°C) 357 mg/ml, 100°C為 384 mg/ml。飽和食鹽水之密度為 (25°C) 1.202 g/ml。
依此換算25°C 飽和食鹽水每一立方公分含316.223毫克之氯化鈉。
(網路上之飽和生理食鹽水密度錯誤甚多,推估為教學現場密度考題衍生之錯誤)
氯化钠在不同溶液中的溶解度 g / 1 kg ,25℃[10] | |
---|---|
水 | 360 |
甲酰胺 | 94 |
甘油 | 83 |
1,2-丙二醇 | 71 |
甲酸 | 52 |
液氨 | 30.2 |
甲醇 | 14 |
乙醇 | 0.65 |
二甲基甲酰胺 | 0.4 |
1-丙醇 | 0.124 |
环丁砜 | 0.05 |
1-丁醇 | 0.05 |
异丙醇 | 0.03 |
1-戊醇 | 0.018 |
乙腈 | 0.003 |
丙酮 | 0.00042 |
温度 | °C | 800 | 850 | 900 | 1000 | 1100 |
电导率 σ | S·m−1 | 3,58 | 3,75 | 3,90 | 4,17 | 4,39 |
化学性质
[编辑]氯化钠是一种离子化合物,化学式为,代表钠離子與氯離子的比例是一比一,之间靠离子键结合。钠原子将其3s态电子转移到氯原子的3d态上,两者都达到稳定的电子结构。带正电的钠离子与带负电的氯离子相互吸引,稳定的结合在一起[13]。
氯化钠溶於水時,完全电离为钠離子與氯離子[14]。他们会使纯水靠氢键键合形成的正常结构(四面体排列)遭到破坏[15]。Na+与水分子的结合力大约是水分子间氢键的4倍[d]。[16]
从冷溶液中析出的盐當中,每個鹽分子带有两个结晶水:NaCl·2H2O。
氯化钠溶液的检验可分两步完成。首先,向溶液中滴入硝酸酸化过的硝酸银溶液,有白色沉淀(氯化银)产生,证明有Cl-。然后用铂丝蘸取少量溶液,置于酒精灯上灼烧,火焰呈黄色,可证含有Na+。[17]
制取金属钠 | |
電解饱和食盐水 | |
和硝酸银反应 | |
氯化钠固体中加入浓硫酸 |
制法
[编辑]- 蒸发咸水(如晾晒海水),在水没有完全蒸干前滤出氯化钠晶体。适合大量生产。[18]
- 少量精制:将粗盐溶解于水中,过滤掉不溶性杂质,再加精制剂如NaOH、Na2CO3 和CaCl2 等,使SO42−、Ca2+、Mg2+ 等可溶性杂质转化成沉淀,并滤除。最后用盐酸将pH调节至7以下,蒸干溶液,得到氯化钠晶体。
- 实验室里的制备方法:将过量的盐酸和氢氧化钠,碳酸氫鈉,氧化鈉或碳酸鈉等鈉鹽的水溶液混合,或將過氧化氫與次氯酸鈉溶液混合,蒸干溶液,析出氯化钠晶体。
- HCl(aq)+NaOH(aq)→NaCl(aq)+H₂O(l)
- HCl(aq)+NaHCO₃(aq)→NaCl(aq)+CO₂(g)+H₂O(l)
- 2HCl(aq)+Na₂O(s)→2NaCl(aq)+H₂O(l)
- 4HCl(aq)+2Na₂O₂(s)→4NaCl(aq)+O₂(g)+2H₂O(l)
- 2HCl(aq)+Na₂CO₃(aq)→2NaCl(aq)+CO₂(g)+H₂O
- H₂O₂(aq)+NaClO(aq)→NaCl(aq)+O₂(g)+H₂O(l)
- 把金屬鈉放進鹽酸,蒸乾溶液,得到氯化鈉晶體。
- 2HCl(aq)+2Na(s)→2NaCl(aq)+H₂(g)
- 但此為爆炸性反應,一般不會使用。
- 把金屬鈉加熱,並放進氯氣中混合,得到氯化鈉晶體。
- 2Na(s)+Cl₂(g)→2NaCl(s)
用途
[编辑]此條目需要更新。 (2024年3月19日) |
氯化钠的用途很广,使用量也大。根据1974年的统计数据,美国生产的氯化钠中只有2.7%作为家用食盐出售,16.6%用于路面除冰[19],4.2%用于动物饲料,1.8%用于硬水软化,剩余60%以上均被用于工业生产[20]。
餐饮
[编辑]氯化钠能产生人类能感知的鹹味,是一种常见的调味料。食鹽中一般含有97至99%的氯化钠[21][22]。此外,海盐及新鮮開採的石鹽(多數來自史前海洋)也含有微量的稀有元素,這些稀有元素通常對健康有益。
食鹽中的鈉是人體必需的營養素之一,但攝取過量的食鹽易得高血壓[23],或其它心血管疾病[24]。世界衛生組織建議,成年人每天應攝取少於2克的鈉,相當於5克食鹽[25]。
医学
[编辑]氯化鈉对于地球上的生命非常重要。大部分生物组织中含有多种盐类。钠离子在体内负责调节神经冲动的传导。血液中的钠离子浓度直接关系到体液的安全水平的调节,浓度失常会导致高钠血症或低血钠症。[26]
0.9%的氯化鈉水溶液称为生理盐水,因为它与血浆有相同的渗透压。生理盐水是主要的体液替代物,广泛用于治疗及预防脱水[e],也用于静脉注射治疗及预防血量减少性休克。
工业
[编辑]氯化钠是无机重化工业的基础,在无机化工中,使用的食盐比其他任何原料都要多[27]。其中,消耗食盐最多的工艺是氯碱法,该工艺通过电解食盐水制备氢氧化钠、氯气和氢气,通过电解熔盐获得金属钠和氯气。氯气主要被用于合成含氯有机化合物(如氯氟烃、聚氯乙烯)和消毒漂白,氢氧化钠则被广泛运用于无机化工和纸浆处理。另一种消耗食盐量比较大的工艺是氨碱法,该法通过往食盐水中注入氨和二氧化碳来制备碳酸氢钠,进而制备碳酸钠。大部分碳酸钠被用于制造玻璃。[28]
道路
[编辑]用于路面除冰是除了工业生产之外盐的主要用途。
注释
[编辑]参考资料
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參考文獻
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参见
[编辑]外部連結
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- Calculators: surface tensions (页面存档备份,存于互联网档案馆), and densities, molarities and molalities (页面存档备份,存于互联网档案馆) of aqueous NaCl (and other salts)
- JtBaker MSDS