氯化鈉晶體(NaCl)是結(jié)晶狀的氯化鈉,在常溫下是無色透明晶體,屬立方晶系晶體。
氯化鈉晶體熔點(diǎn)為801℃,沸點(diǎn)為1413℃,相對密度為2.165。有咸味,含雜質(zhì)時(shí)易潮解;易溶于水或丙三醇,難溶于乙醇,不溶于鹽酸。氯化鈉晶體中,每個(gè)氯離子的周圍都有6個(gè)鈉離子,每個(gè)鈉離子的周圍也有6個(gè)氯離子。鈉離子和氯離子就是按照這種排列方式向空間各個(gè)方向伸展,形成氯化鈉晶體。實(shí)驗(yàn)室中,精制藥用氯化鈉需要稱量、溶解、過濾、蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶和干燥等基本操作。
物化性質(zhì)
NaCl,食鹽和石鹽的主要成分,離子型化合物。無色透明的立方晶系,熔點(diǎn)為801 ℃,沸點(diǎn)為1413 ℃,相對密度為2.165。有咸味,含雜質(zhì)時(shí)易潮解;溶于水或丙三醇,難溶于乙醇,不溶于鹽酸,水溶液中性。在水中的溶解度隨著溫度的升高略有增大。當(dāng)溫度低于0.15 ℃時(shí)可獲得二水合物NaCl·2H2O。
晶胞,空間點(diǎn)陣如圖
制備方法
由海水(平均含2.4%氯化鈉)引入鹽田,經(jīng)日曬干燥,濃縮結(jié)晶,制得粗品。亦可將海水,經(jīng)蒸汽加溫,砂濾器過濾,用離子交換膜電滲析法進(jìn)行濃縮,得到鹽水(含氯化鈉160~180g/L)經(jīng)蒸發(fā)析出鹽鹵石膏,離心分離,制得的氯化鈉95%以上(水分2%)再經(jīng)干燥可制得食鹽(table 苦鹵)。還可用石鹽、鹽湖鹽水為原料,經(jīng)日曬干燥,制得原鹽。用地下鹽水和井礦鹽為原料時(shí),通過三效或四效蒸發(fā)濃縮,析出結(jié)晶,離心分離制得。
主要用途
無機(jī)化合物和有機(jī)工業(yè)用作制造氯、氫氣、鹽酸、純堿、氫氧化鈉、氯酸鹽、次氯酸鹽、漂白粉、鈉的原料、冷凍系統(tǒng)的致冷劑,有機(jī)合成的原料和鹽析藥劑。鋼鐵工業(yè)用作熱處理劑。高度精制的氯化鈉用作生理鹽水。食品工業(yè)、日常生活中,用于調(diào)味等。高溫?zé)嵩粗信c氯化鉀、氯化鋇等配成鹽浴,可作為加熱介質(zhì),使溫度維持在820~960℃間。此外、還用于玻璃、染料、冶金等工業(yè)。工業(yè)上用電解飽和NaCl溶液的方法來制取NaOH、Cl2和H2,并以它們?yōu)樵仙a(chǎn)一系列化工產(chǎn)品,稱為氯堿工業(yè)。氯堿工業(yè)是最基本的化學(xué)工業(yè)之一,它的產(chǎn)品除應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)本身外,還廣泛應(yīng)用于輕工業(yè)、紡織工業(yè)、冶金工業(yè)、石化以及公用事業(yè)。
鈉的制?。?NaCl(熔融)==通電==2Na+Cl2
氯堿工業(yè):
陽極反應(yīng):2Cl--2e=Cl2↑(氧化反應(yīng)) H+比Na+容易得到電子,因而H+不斷地從陰極獲得電子被還原為氫原子,并結(jié)合成氫分子從陰極放出。
陰極反應(yīng):2H++2e=H2↑(還原反應(yīng))在上述反應(yīng)中,H+是由水的電離生成的,由于H+在陰極上不斷得到電子而生成H2放出,破壞了附近的水的電離平衡,水分子繼續(xù)電離出H+和OH-,H+又不斷得到電子變成H2,結(jié)果在陰極區(qū)溶液里OH-的濃度相對地增大,使酚酞試液變紅。
因此,電解飽和食鹽水的總反應(yīng)可以表示為:總反應(yīng) 2NaCl+2H2O=2氫氧化鈉+Cl2↑+H2↑
工業(yè)上利用這一反應(yīng)原理,制取燒堿、氯氣和氫氣。在上面的電解飽和食鹽水的實(shí)驗(yàn)中,電解產(chǎn)物之間能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng),如NaOH溶液和Cl2能反應(yīng)生成NaClO、H2和Cl2混合遇火遇光能發(fā)生爆炸。在工業(yè)生產(chǎn)中,要避免這幾種產(chǎn)物混合,常使反應(yīng)在特殊的電解槽中進(jìn)行。
配位數(shù)
晶體學(xué)中,配位數(shù)是晶格中與某一原子相距最近的原子個(gè)數(shù)。配位數(shù)與晶體結(jié)構(gòu)或晶胞類型有關(guān),且決定原子堆積的緊密程度,立方晶系中原子配位數(shù)為8。最高的配位數(shù)(面心立方)為12,存在于六方緊密堆積和立方緊密堆積結(jié)構(gòu)中。影響配位數(shù)的因素如下:中心原子的大小 中心原子的最高配位數(shù)決定于它在周期表中的周次。在周期表內(nèi),第1周期元素的最高配位數(shù)為2,第2周期元素的最高配位數(shù)為4,第3周期為6,以下為8、10。最高配位數(shù)是指在配位化合物中,中心原子周圍的最高配位原子數(shù),實(shí)際上一般可低于最高數(shù)(表1)。由表可見,在實(shí)際中第1周期元素原子的配位數(shù)為2,第2周期不超過4。除個(gè)別例外,第3、4周期不超過6,第5、6周期為8。最常見的配位數(shù)為4和6,其次為2、5、8。配位數(shù)為奇數(shù)的通常不如偶數(shù)的普遍。
氯化鈉屬立方晶系,結(jié)構(gòu)中氯離子作面心立方最緊密堆積,鈉離子填充八面體空隙,兩離子配位數(shù)均為6,配位多面體為鈉氯八面體。
參考資料 >