钠单质的制备方法

钠单质的制备方法

此实验有风险!

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如果无防护地实践进行这个实验可能导致您或他人的安全受到影响。本吧将不对本实验后果承担责任!无论它看上去多么有意思,都不建议进行!如果有实操的必要,请拜访专业试剂店,研究相关法规,或到研究基地的实验室操作。

目录

1 目的

2 主流方法

2.1 1 电解液态氢氧化钠

2.1.1 电极选择

2.1.2 搭建装置

2.1.3 现象

2.1.4 反应时间和操作

2.1.5 产率和效率评价

2.1.6 问题

2.1.7 注意事项

2.1.8 总结与原理

2.2 2 高温置换反应

2.2.1 美还原氢氧化钠

2.2.2 里还原氢氧化钠

2.2.3 现象

2.2.4 产率和效率评价

2.2.5 问题

2.2.6 注意事项

2.2.7 总结与原理

3 实验意义

4 上下游产品

4.1 上游

4.2 下游

目的[]

利用经济、环保、安全的方法制备活泼金属单质钠。

钠(Sodium)是一种银白色活动性碱金属,化学性质极为活泼,实验用途极为广泛,且不能正常购买,因此需要寻找制备方法,用途如以下:

钠水反应

亏本法制食盐

制备过氧化钠

欢迎补充

风险警告:

Sodium is a reactive metal,which can cause dangerous problems when mixing with water,oxidizer,halogens and acids.

钠具有活动性,接触水、强氧化剂、卤素或酸液有安全隐患。

Molten salts are corrosive and can cause burns to skin.

熔融盐具有腐蚀性,可能烫伤皮肤。

Sodium Hydroxide is extremely irritating and corrosive,contacting it will lead to permanent damage.

烧碱刺激性很强烈,有腐蚀性,无保护接触会终身落下伤痕。

Lithium is flammable and reacts aggressively due to water,may cause burns or explosions.

锂金属可燃,遇水反应迅速,可能引起灼伤或爆炸。

主流方法[]

1 电解液态氢氧化钠[]

优点:便捷,条件要求低

缺点:难以控温,浪费能源,浪费氢氧化钠,钠不纯,需要电(很多专玩化学的家实没有电源)反应速率慢。

高中时,化学课本教导我们,Na的制备是使用电解熔融氯化钠,但是查表可知,NaCl的熔点达到801.5摄氏度,对于家实来说并不是一个很容易的事情,况且,一般的家实没有尾气处理装置,摆不平那该死的氯气。

然而,根据离子基本知识可以得到,氯离子通电得氯气,氢氧根离子通电得到的是氧气。如果电解熔融氢氧化钠,并通电,氧气会在正极变成单质析出,氢离子无处藏,会变成氢气一起走掉。剩下的便是我们要的Na。

一查表,NaOH熔点才318.4摄氏度,用酒精灯就可以化掉,便开始尝试。

电极选择[]

由于不含卤素和强氧化性离子,使用了铜电极。

搭建装置[]

蒸发皿,铁架台,乙醇灯,电极,6V电池组,导线和氢氧化钠。

来源:网络

现象[]

氢氧化钠熔化了,正极产生大量气泡,负极随时间推移,生成银白色颗粒,浮于液面上。

反应时间和操作[]

如果电解完所有氢氧化钠,花费的时间需要数日,不可取。产生一克钠需要十几分钟。

其中如果钠燃烧了,发出有黄色的火焰,说明过热,要先撤离酒精灯。

如果氢氧化钠凝固,说明过冷,需要集中加热。

等待满足你对钠的需要,用燃烧匙将钠取出(避免不了会沾很多NaOH),迅速插入煤油中。

产率和效率评价[]

产率不多,实验效率40%~50%,还浪费能源。

问题[]

氢氧化钠熔化后会变成黑色,我也不知道为什么,并且凝固后的氢氧化钠不能再作试剂用。

控制温度很困难,钠很有可能烧起来。

取出的钠难以提纯(见 粗钠提纯)

一般需要很多氢氧化钠,实验位于常量级实验。

基本会毁掉你的电极,因为可爱的潮解性。

注意事项[]

避免氢气和氧气混合BZ。

实验前要准备好一些煤油,而不是水。

避免碰翻容器或有水进入容器,保持干燥。

要开窗通风,防止氧气中毒。

酒精灯应当避免不完全燃烧。

总结与原理[]

效率不高,浪费时间,成本大,高污染。

2NaOH = 2Na + O2↑ + H2↑ (Heat,Electricity)

2 高温置换反应[]

优点:不用电,Na较纯(可分离),省能源,省装置,条件要求低,反应瞬间完成。

缺点:需要较为珍贵的试剂,有损坏试管的风险。

别紧张,看到高温紧张了是不是?没关系,不是需要你条件达到高温,而是利用美燃烧产生等效2000多度的热量,把氢氧化钠给还原了。

最早学到的非正常方法制钠,电解熔融法后来才学的。

一般地,民间还原制钠有两种经济的方法,美条插氢氧化钠或者里和氢氧化钠共热。

美还原氢氧化钠[]

美条不难搞,而且管制很轻微,燃烧时能放出大量热,破坏NaOH分子的结构。

里还原氢氧化钠[]

这个较为亏本浪费,毕竟Li成本比Na昂贵的多,但是,有些家实搞不到Mg,又不能玩电,这个或许能成为理想选择。

可能有人好奇Li怎么得到。显然不是购买。详见 如何快速得到锂单质 一文。

现象[]

美剧烈燃烧,放热,产生气体和白色粉末。冷却后出现银白色固体。

锂燃烧,发出洋红色火焰,试管红热,冷却后生成银白色固体。

产率和效率评价[]

效率高,产率一般,关键看还原剂用量。实验效率75%~80%,但是有点浪费还原剂。

问题[]

新手烧美容易烫伤手

锂燃烧温度极高,有炸坏试管的风险

出来的钠虽然纯一些,但是将氧化镁和钠分离并不很容易。(待发 分离提纯氧化镁和钠[1])

注意事项[]

准备好煤油,而不是水!!!

美燃烧时不要直视或观察现象,保护好你的Ti合金*眼。

避免接触强氧化剂在附近,小心钠把你爱护了。

总结与原理[]

还是相当不错的,较安全,但有点浪费试剂,而且分离提纯较难。

2NaOH + 2Mg = 2Na + 2MgO + H2↑(Ignite)

Li + NaOH = LiOH + Na(Heat)

实验意义[]

学会活动性金属Na的民间制备方法,并制备需要用量或收集的Na。

这个实验意义非凡,我们得到了所需要的重要原料——钠。并且学习了电解熔融、高温还原等活性物质制备工序,增进了实验研究水平。

作者能提供的主流方法就这几种了,如果广大群众还有更环保、速效、高明的方法,无需吝啬,可以一一展出,促进我们科学研究的进步,赠予我们便利。

上下游产品[]

上游[]

NaOH、Li、Mg

下游[]

Na、NaCl、Na2O2、C2H5ONa

署名:匿名

↑ 本文作者不知道这个应该怎么做,希望请教其他研究人员

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