金属钠的性质和用途(电化厂版本)

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1、1第 一 章 金 属 钠 的 性 质 和 用 途第 一 节 金 属 钠 的 性 质产 品 名 称 ： 金 属 钠 分 子 式 ： Na原 子 序 数 ： 11 原 子 量 ： 22.997 分 子 量 与 原 子 量 相 同 ； 化 合 价 ：正 1 价1、 金 属 钠 的 物 理 性 质 ：金 属 钠 是 轻 软 有 延 展 性 的 活 泼 的 碱 金 属 ， 其 新 鲜 剪 切 面 呈 银 白 色 ， 有 强 烈的 金 属 光 泽 ， 具 有 可 塑 性 ， 有 良 好 的 传 热 和 导 电 性 能 。 其 主 要 的 物 理 性 质 数 据列 下 表 ：项 目 单 位 数 据熔 点 9

2、7.83沸 点 883密 度 （ 20 ） 克 /厘 米 3 0.97融 化 热 卡 /克 27.1汽 化 热 卡 /克 927热 容 量 （ 固 ） 卡 /克 、 度 0.292热 容 量 （ 液 ） 卡 /克 、 度 0.31导 热 系 数 （ 固 ） 卡 /厘 米 、 秒 、 度 0.316导 热 系 数 （ 液 500 ） 卡 /厘 米 、 秒 、 度 0.1596电 阻 率 （ 20 ） 、 mm2/m 0.04882、 金 属 钠 的 化 学 性 质 ：（ 1） 、 在 常 温 下 与 空 气 接 触 表 面 迅 速 氧 化 ， 在 空 气 中 加 热 时 即 燃 烧 并 放 出明

3、 亮 的 黄 色 火 焰 。（ 2） 、 遇 水 剧 烈 反 应 ， 使 水 分 解 生 成 氢 氧 化 钠 和 氢 气 ， 并 放 出 大 量 反 映 热 ，致 使 着 火 和 爆 炸 。（ 3） 能 与 钾 、 钙 、 汞 、 铅 等 许 多 金 属 形 成 合 金 。（ 4） 钠 与 卤 素 及 其 它 无 机 物 和 有 机 物 发 生 不 同 程 度 的 化 学 反 应 。第 二 节 金 属 钠 的 用 途1、 目 前 我 国 金 属 钠 的 主 要 用 途 是 用 于 氨 钠 法 制 氰 化 钠 。2、 利 用 钠 的 强 还 原 性 ， 用 金 属 钠 置 换 氯 化 钾 ， 金

4、 属 钠 还 原 四 氯 化 钛 制 海绵 钛 ， 还 可 以 制 稀 有 金 属 钽 和 铌 。3、 利 用 钠 极 活 泼 的 金 属 的 性 质 ， 用 金 属 钠 配 制 铅 钠 合 金 生 产 四 乙 基 铅 提高 汽 油 的 辛 烷 值 增 加 抗 爆 能 力 。 用 金 属 钠 配 制 钾 钠 合 金 冷 却 剂 。4、 利 用 钠 易 被 氧 化 的 性 质 ， 用 金 属 钠 生 产 过 氧 化 钠 ， 作 为 漂 染 工 业 的 漂白 剂 ， 还 可 制 超 氧 化 钠 作 人 工 氧 源 。25、 用 金 属 钠 生 产 氢 化 钠 作 为 冶 金 工 业 镀 锌 板 的

5、 去 锈 剂 。6、 用 金 属 钠 灌 注 于 聚 乙 稀 管 子 中 制 造 钠 芯 导 线 代 替 铜 、 铝 等 有 色 金 属 。7、 用 金 属 钠 与 氨 反 应 生 成 氨 基 钠 作 为 染 料 工 业 人 造 靛 蓝 的 中 间 体 。8、 高 纯 钠 可 以 作 原 子 反 应 堆 的 热 载 体 。第 二 章 金 属 钠 的 质 量 标 准目 前 ， 我 国 尚 无 金 属 钠 的 部 颁 标 准 。 我 厂 执 行 1975 年 修 订 的 试 行 企 业 标准 ， 京 /HG224375 现 将 企 业 标 准 和 日 本 曹 达 公 司 的 标 准 列 于 下 表

6、 ：标 准 京 /HG224375 日 本 曹 达 公 司 标 准项 目标 准 分 析 例 标 准 分 析 例NaCaCl一 级 99.5%二 级 99%99.56%100PM46PPM 99.6 400PPM 50PPM99.8%270PPM32PPMCOBaLiCdCrMnFeNiMgA1MoCuBU未 测未 测20PPM未 测1 PPM1 PPM0. 1PPM5 PPM1 PPM1 PPM20 PPM1 PPM1 PPM1 PPM未 测25 PPM35 PPM未 测0.5 PPM10 PPM 10 PPM 5 PPM 5 PPM 10 PPM5 PPM5 PPM10 PPM5 PPM0.

7、5 PPM0.2 PPM第 三 章 原 料 辅 料 规 格 及 消 耗 定 额3第 一 节 原 料 规 格 及 定 额目 前 ， 我 厂 使 用 的 氯 化 钠 是 天 津 碱 厂 生 产 的 河 北 盐 。 原 料 规 格 执 行 天 津碱 厂 的 河 北 盐 业 标 准 ， 氯 化 钙 、 氯 化 钡 、 氯 化 锶 也 按 出 厂 企 业 标 准 执 行 。 以 后 ，专 为 我 厂 精 制 的 氯 化 钠 下 表 要 求 执 行 。原 料项 目氯 化 钠 氯 化 钙 氯 化 锶 氯 化 钡含 量 99.8% 97% 98% 99%SO4 0.01% 0.01% 0.01% 0.01%C

8、a+ 0.01% 0.01%Mg+ 0.01% 0.01% 0.01% 0.01%Ba+ 0.02%水 不 溶 物 0.05% 0.1% 0.1% 0.1%消 耗 定 额 2.83 吨第 二 节 辅 料 规 格1、 水 玻 璃 （ Na2O2.23.2SiO2） 又 成 硅 酸 钠 或 泡 花 碱 。 主 要 质 量 指 标如 下 ：51Be 40Be系 数 2.22.4 2.953.2浓 度 （ Be） 50.551.5 39.540.52、 硅 氟 酸 钠 ： 白 色 或 微 黄 色 粉 末 ， 有 毒 。 主 要 质 量 指 标 如 下 ：含 量 98%游 离 酸 0.5%水 份 ： 1

9、%3、 矾 土 水 泥 ： 不 低 于 400。4、 长 石 粉 ： 容 重 1600mg/m3。5、 骨 料 ： 度 0.55mm6、 石 蜡 油 ： 不 含 水 和 沉 淀 物 ， 呈 中 性 。 闪 点 （ 开 口 ） 140以 上 ， 比重 0.825。7、 封 料 ： 长 石 粉 58%， 石 蜡 绒 10%， 桐 油 17%， 机 油 10%， 地 蜡 5%。4第 四 章 盐 法 制 钠 的 基 本 原 理第 一 节 电 解 原 理氯 化 钠 是 由 钠 离 子 （ Na+） 和 氯 离 子 （ Cl-） 结 合 成 的 六 面 形 晶 体 物 质 。 加热 熔 融 以 后 ， 带

10、 电 的 钠 离 子 和 氯 离 子 边 成 自 由 运 动 状 态 ， 成 为 离 子 导 电 的 第 二类 导 体 。 通 入 直 流 电 ， 在 电 流 的 作 用 下 ， 带 正 电 荷 的 钠 离 子 （ Na+） 向 阴 极 移动 并 在 阴 极 上 放 电 ， 接 收 一 个 电 子 变 成 钠 原 子 生 成 金 属 钠 ； 带 副 电 荷 的 氯 离 子（ Cl-） 向 阳 极 移 动 并 在 阳 极 上 放 电 ， 失 去 一 个 电 子 变 成 氯 分 子 生 成 氯 气 。 共 反应 式 如 下 ：阴 极 反 应 ： Na+e Na阳 极 反 应 ： Cl e 1/2C

11、l2电 解总 反 应 ： NaCl Na+1/2Cl2由 于 新 生 成 的 金 属 钠 和 氯 气 比 电 解 质 轻 ， 能 够 上 浮 析 出 电 解 质 液 面 ， 收 集起 来 而 获 得 钠 和 氯 气 。第 二 节 电 解 质 及 选 择 掺 料 盐 的 条 件1、 电 解 质 ：氯 化 钠 的 熔 点 是 800 ， 在 高 于 800 电 解 时 金 属 钠 已 接 近 沸 点 被 汽 化 了 ，而 且 金 属 钠 熔 盐 中 的 溶 解 度 加 大 ， 溶 解 金 属 钠 的 熔 体 与 空 气 和 阳 极 气 界 面 发 生氧 化 反 应 ， 几 乎 得 不 到 金 属

12、钠 。 故 需 加 入 能 降 低 氧 化 钠 熔 点 的 其 它 盐 类 ， 配 成熔 融 混 合 物 才 能 进 行 电 解 。 这 种 供 电 的 熔 融 混 合 物 叫 电 解 质 。 加 入 的 其 它 盐 类叫 做 掺 料 盐 。2、 掺 料 盐 的 选 择 条 件 ：（ 1） 、 能 够 与 氯 化 钠 形 成 低 熔 点 混 合 物 ， 降 低 电 解 温 度 。（ 2） 、 分 解 电 压 比 氯 化 钠 的 分 解 电 压 要 大 ， 掺 料 盐 不 能 同 时 被 电 解 。单 体 氯 化 物 的 熔 融 盐 金 属 电 化 序Ba Sr Ca Li K Na Mg Mn

13、 Al Zn Cd Pb Ni Co Bi（ 3） 、 导 电 性 要 较 大 ， 粘 度 要 较 小 。（ 4） 、 能 够 提 高 电 解 质 的 表 面 张 力 。（ 5） 、 金 属 钠 在 其 电 解 质 中 溶 解 度 不 大 。（ 6） 、 价 廉 易 得 。第 三 节 法 拉 第 电 解 定 律 及 电 流 效 率1、 法 拉 第 电 解 定 律 ：第 一 定 律 ： 电 解 时 在 电 极 上 电 解 出 来 的 物 质 的 量 与 通 过 的 电 量 成 正 比 。5、第 二 定 律 ： 电 解 任 何 电 解 物 质 ， 在 通 过 相 同 的 电 量 时 ， 在 电 极

14、 上 电 解 出来 的 物 质 的 量 与 它 们 的 化 学 当 量 成 正 比 ； 而 且 分 析 出 1 克 当 量 的 任 何 物 质 都 需要 26.8 安 培 小 时 的 电 量 。2、 电 流 效 率 ：实 际 电 解 产 物 的 量 与 按 法 拉 第 定 律 计 算 得 的 理 论 产 量 之 比 称 为 电 流 效 率 。用 百 分 数 表 示 ：实 际 产 量 = 100%理 论 产 量物 质 的 克 当 量 （ 克 ） 电 流 （ 安 ） 时 间 （ 小 时 ）理 论 产 量 = 26.8（ 安 时 ）22.997金 属 钠 的 理 论 产 量 = 电 流 时 间 26

15、.822.997其 中 = =0.858 克 /安 时 26.8这 个 常 数 称 做 金 属 钠 的 电 化 当 量 。第 四 节 影 响 电 流 效 率 的 因 素1、 电 解 质 组 成 ：电 解 质 组 成 对 于 电 流 效 率 的 影 响 很 大 ， 各 国 都 把 电 解 质 组 成 作 为 专 利 技术 。 如 果 电 解 质 组 成 不 理 想 ， 容 易 造 成 积 渣 多 换 膜 勤 和 设 备 堵 塞 等 现 象 ， 造 成电 流 效 率 下 降 。 因 此 选 择 适 合 的 电 解 质 组 成 是 我 们 提 高 电 效 的 一 个 很 重 要 课 题 。2、 温 度 ：金 属 钠 在 电 解 质 中 的 溶 解 度 随 着 温 度 升 高 增 大 。 而 且 温 度 升 高 引 起 对 流速 度 加 快 ， 是 溶 解 的 钠 走 向 阳 极 空 间 及 电 解 质 表 面 被 氧 化 ， 造 成 电 流 效 率 下 降 。但 温 度 过 低 电 解 质 粘 度 大 ， 使 钠 上 升 阻 力 增 大 造 成 机 械 损 失 ， 也 使 电 流 效 率 降低 。 故 须 选 择 适 宜 的 温 度 条 件 。 略 高 于