钠是银白色金属,密度0.97,熔点97.81℃,沸点882.9℃。金属钠很柔软,在空气中表面迅速氧化,失去光泽。在120℃时燃烧,并产生浓的白色烟雾;低于160℃和供氧不足时,生成氧化钠;250-300℃下供氧充足时,生成过氧化钠。钠的化学性质非常活泼,遇水猛烈反应,放出氢气和大量的热。钠同氢在室温下不反应,200-350℃时反应生成氢化钠。钠与CO2气体在室温下反应缓慢,但与干冰(固态CO2)接触时立刻爆炸。钠与CO在250-400℃时反应,生成羰基钠;在600-850℃生成碳酸钠和碳化钠。
钠必须保存在液体石蜡中,并且绝不能与水接触。钠着火时,应使用干燥的碳酸钠、氯化钠、石棉灰等粉末灭火。禁止使用水、泡沫灭火器和四氯化碳灭火器。处理残留钠和钠渣时,应使用水蒸汽或水蒸汽和氮气的混合物进行清洗。用水直接处理会引起爆炸。
钠在自然界中分布广泛,在海水和盐湖中主要以盐(NaCl)的形式存在。其他矿物包括芒硝(Na2SO4)和天然碱(Na2CO3)。天然碱和芒硝产于内蒙古、青海等地。
制备钠的方法有两种:卡斯特钠法和多内斯法。浇铸法:在350℃电解熔融氢氧化钠。1925年以前,金属钠是用这种方法大量生产的。由于在电解过程中阳极产生的水与电解质中的钠反应生成NaOH和H2,电流效率不超过50%。后来被电解氯化钠法取代。东四法:东四法,即电解氯化钠法,是目前工业上常用的方法。各种钠电解槽虽然各有特点,但基本遵循东四槽的结构形式。
东四电解槽为钢制圆壳,内衬耐火砖,中间为石墨阳极,周围为带斜孔的圆形钢制阴极。由薄钢板制成,阳极和阴极之间有铁丝网或孔。隔膜& rdquo使得阴极产生的钠不会与阳极产生的氯相遇。阳极和阴极之间的间隙应保持在40 ~ 50毫米。钠从阴极析出后,由于比重小于熔融电解质,沿阴极上浮,进入倒置的环形钠收集罩,沿上升管进入收集槽。上升管的温度控制在200℃左右,使电解时与钠同时析出的钙在此管中结晶析出。上升管装有定期旋转的刮刀,将附着在管壁上的钙刮掉,返回熔体,生成Ca+2 NaCl-RARR;CaCl2+2Na反应增加钠的产量,维持电解质组成的稳定性。氯气在阳极沉淀,并从阳极室导出。一般电解液成分(重量)为:CaCl2 58%,NaCl 42%;工作温度为580 ~ 600℃,槽电压为6 ~ 7V,阴极电流密度约为9600A/m2,电流效率可达80%以上。原料氯化钠不需要经过除钙、镁、硫等精制过程。粗钠与氯化物、氧化物和钙混合。在液体石蜡的保护下,加热至110 ~ 130℃,加压过滤,可除去大部分杂质。将得到的金属钠送入铸钠机进行铸锭和包装。工业钠的纯度超过99.6%,并含有钙
钠主要制成铅钠合金,用于生产汽油抗爆剂四甲基铅或四乙基铅。在冶金工业中,金属钠被用作还原剂来制备钛、锆、铪、钽等金属,钠的用量也在迅速增加。钠作为铸造铝硅合金的变质剂,使共晶中的硅变成细小的纤维状组织,从而提高合金的强度和塑性。在化学工业中,钠用于制造氰化钠、过氧化钠、氢化钠和氨基钠等化合物,广泛用于冶金、制药、农药和印染行业。用于减少脂质以制备脂肪醇的钠的量正在增加。并且钠钾合金具有良好的导热性和热稳定性,中子吸收截面小,因此可以在中子增殖堆中用作热载体。

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