氯化钠

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22.99和35.45g/mol，也就是说100g的氯化钠中含有39.34 g的钠和 60.66 g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。 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： 2 N a C l + 2 H 2 O → 电 解  H 2 ↑ + C l 2 ↑ + 2 N a O H {\displaystyle \mathrm {2NaCl+2H_{2}O} \;\xrightarrow {\text{电 解 }} \;\mathrm {H_{2}\uparrow +Cl_{2}\uparrow +2NaOH} } 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。 氯化钠晶体的内部结构，是人类测试的第一个晶体结构。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。 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”。 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。 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%。该质量分数的食盐水沸点约为108.7 °C （227.7 °F）。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。 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) 氯化钠是一种离子化合物，化学式为 NaCl {\displaystyle {\ce {NaCl}}} ，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。 氯化钠溶於水時，完全电离为钠離子與氯離子。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。Na+与水分子的结合力大约是水分子间氢键的4倍。 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+。 海水和盐湖是氯化鈉的主要来源。 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。 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) 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，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。 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。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，或其它心血管疾病。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。 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。 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，也用于静脉注射治疗及预防血量减少性休克。 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。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。 氯碱工业中，电解氯化钠水溶液，产生氢气、氯气和氢氧化钠。 电解熔融氯化钠制备金属钠。可加入助熔剂（如氯化钙）降低熔点。 氨碱法、联合制碱法中，氯化钠和二氧化碳、氨气一起制备纯碱。 用于路面除冰是除了工业生产之外盐的主要用途。 Na+和Cl−离子周围都由6个异号离子按八面体方式配位。 数以百计的二元化合物，如卤化物、氧化物、硫化物、硒化物、氮化物和碳化物中，许多都是B1型的。 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。 但这种作用低于共价键的强度。 人类与其他灵长类不同，人类通过出汗分泌大量的氯化鈉。 CRC Handbook of Chemistry and Physics 97th Edition. 2016-06-24: 4–85. 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