氯化鈉

氯化鈉
	IUPAC名; Sodium chloride
英文名	Sodium chloride
別名	食鹽、石鹽、鹽、食用鹽
識別
CAS號	7647-14-5
PubChem	5234
ChemSpider	5044
SMILES	[Na+].[Cl-];
InChI	1/ClH.Na/h1H;/q;+1/p-1;
InChIKey	FAPWRFPIFSIZLT-REWHXWOFAE
Beilstein	3534976
Gmelin	13673
EINECS	231-598-3
ChEBI	26710
RTECS	VZ4725000
KEGG	D02056
MeSH	Sodium+chloride
性質
化學式	NaCl
摩爾質量	58.44277 g·mol⁻¹
外觀	白色或無色晶體或粉末
密度	2.17 g/cm³ (固)
熔點	802.018 °C （1075.168 K）
沸點	1465 °C （1738.15 K）
溶解性（水）	36.0 g/100 g (25 °C)
溶解性	微溶於乙醇（詳見「物理性質」一節）
折光度n; D	1.55 （500 nm）
結構
晶體結構	面心立方結構
晶格常數	a = 564 pm
配位幾何	八面體
危險性
警示術語	R：R36
安全術語	S：無
NFPA 704	0 0 0
	致死量或濃度：
LD50（中位劑量）	3 g/kg（口服，大鼠）
相關物質
其他陰離子	氟化鈉、溴化鈉、; 碘化鈉
其他陽離子	氯化鋰、氯化鉀、; 氯化銣、氯化銫、; 氯化鎂、氯化鈣、; 氯化鋇
相關鹽	乙酸鈉
	若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

氯化鈉（化學式：Na Cl），是一種離子化合物。鈉離子和氯離子的原子質量分別為22.99和35.45g/mol，也就是說100g的氯化鈉中含有39.34 g的鈉和 60.66 g的氯。氯化鈉是海水中鹽分的主要組成部分，它的存在也使得海水有其特有的鹹味。氯化鈉也是細胞外液的主要鹽類，0.89%的氯化鈉水溶液俗稱為生理鹽水。其可食用的形態是食鹽的主要成分，多用於食物的調味和保存。

在工業中，主要用於製造氫氧化鈉和氯以及應用於聚氯乙烯、塑料、木漿（紙漿）等許多其他產品的生產過程。由於它可以降低水的熔點，偶爾也用於解凍冰凍的路面。

氯化鈉的pH是7。

生產編輯

各種化合物的生產編輯

氯化鈉是各種化學反應的生產中（不管是直接還是間接使用）不可缺少的原料。

氯鹼法編輯

由電解飽和食鹽水溶液製取氫氧化鈉、氯氣和氫氣的工業生產方法，是重要的基礎化學工業之一。其反應如下： $\mathrm {2NaCl+2H_{2}O} \;\xrightarrow {\text{電解 }} \;\mathrm {H_{2}\uparrow +Cl_{2}\uparrow +2NaOH}$

氨鹼法編輯

也叫索爾維法，是工業生產碳酸鈉的主要方法。此反應需要氯化鈉和石灰石，其產物是氯化鈣和碳酸鈉。

聯合制鹼法編輯

也叫侯氏制鹼法，同樣是工業生產碳酸鈉的主要方法。此反應需要氯化鈉、二氧化碳和氨氣，其產物是氮肥氯化銨和碳酸氫鈉，再經加熱使碳酸氫鈉分解為碳酸鈉。

硬水軟化編輯

硬水（如井水）含有大量的鎂離子和鈣離子。硬水有許多危害，包括降低洗衣液的效果和阻塞水管，因此需要用離子交換樹脂將其置換出來。氯化鈉用於更新已失效的離子交換樹脂，使其能重複使用。

晶體結構編輯

純淨的石鹽是氯化鈉晶體。

氯化鈉晶體的內部結構，是人類測試的第一個晶體結構^[5]。氯化鈉的晶體形成立體對稱，每個離子有六個相鄰的離子，組成一個八面體。其晶體結構中，較大的氯離子排成立方最密堆積（ccp），較小的鈉離子則填充氯離子之間的八面體的空隙。每個離子周圍都被六個其他的離子包圍着。這種結構也存在於其他很多化合物中，稱為氯化鈉型結構。

**氯化鈉的晶體結構**
名稱	英文名	代號	晶格結構	晶系	配位	舉例	示意圖（點擊可放大）
氯化鈉結構	Na Cl structure	B1型	面心立方晶格	立方晶系	^[a]	^[b]

氯化鈉的晶體主要有帶正電荷的Na⁺和帶負電荷的Cl⁻組成，Na⁺和Cl⁻在相互垂直的3個方向上的平面上以1:1的比例均勻分布，每個方向上的平面上電荷的代數和為0，稱為「電性中和面」。「電性中和面」內靜電力較強，但相互平行的相鄰的「電性中和面」之間的靜電力較弱，導致氯化鈉晶體的解理沿着這3個互相垂直的方向產生。因此，當氯化鈉晶體受到外力發生破裂時，容易沿着這3個方向破裂開形成一個垂直的「三面凹角」。

性質編輯

常壓下水鹽體系的相圖

物理性質編輯

氯化鈉在多數情況下是白色的粉末，其結晶是半透明的立方體，但也可能會因雜質而呈現出藍或紫的色調。氯化鈉的莫耳質量是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。莫氏硬度為2～2.5。^[6]^[7]

氯化鈉易溶於水，常溫下在水中的溶解度是359克/升。食鹽水的物理性質與純水有較大的差異。常壓下，水鹽體系的低共熔點為−21.12 °C（−6.02 °F），低共熔物中鹽的質量分數為23.31%^[c]。該質量分數的食鹽水沸點約為108.7 °C （227.7 °F）^[8]。氯化鈉溶液的PH值不是正好等於7，而是視濃度，溫度及純度而定，介於5.6至8.4之間^[9]。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)

氯化鈉在不同溶液中的溶解度 g / 1 kg ，25℃^[10]
水	360
甲酰胺	94
甘油	83
1,2-丙二醇	71
甲酸	52
液氨	30.2
甲醇	14
乙醇	0.65
二甲基甲酰胺	0.4
1-丙醇	0.124
環丁碸	0.05
1-丁醇	0.05
異丙醇	0.03
1-戊醇	0.018
乙腈	0.003
丙酮	0.00042

**氯化鈉的導電性^[11]**
溫度	°C	800	850	900	1000	1100
電導率 σ	S·m⁻¹	3,58	3,75	3,90	4,17	4,39

化學性質編輯

氯化鈉溶液中的NaCl •2H₂O，紅色O，白色H，綠色Cl，紫色Na^[12]

氯化鈉是一種離子化合物，化學式為 ${\ce {NaCl}}$ ，代表鈉離子與氯離子的比例是一比一，之間靠離子鍵結合。鈉原子將其3s態電子轉移到氯原子的3d態上，兩者都達到穩定的電子結構。帶正電的鈉離子與帶負電的氯離子相互吸引，穩定的結合在一起^[13]。

氯化鈉溶於水時，完全電離為鈉離子與氯離子^[14]。他們會使純水靠氫鍵鍵合形成的正常結構（四面體排列）遭到破壞^[15]。Na⁺與水分子的結合力大約是水分子間氫鍵的4倍^[d]。^[16]

從冷溶液中析出的鹽當中，每個鹽分子帶有兩個結晶水：NaCl·2H₂O。

氯化鈉溶液的檢驗可分兩步完成。首先，向溶液中滴入硝酸酸化過的硝酸銀溶液，有白色沉澱（氯化銀）產生，證明有Cl^-。然後用鉑絲蘸取少量溶液，置於酒精燈上灼燒，火焰呈黃色，可證含有Na⁺。^[17]

氯化鈉相關的化學反應
製取金屬鈉	$\mathrm {2NaCl({\text{熔融 }})} \;\xrightarrow {\text{電解 }} \;\mathrm {2Na+Cl_{2}} \uparrow$
電解飽和食鹽水	$\mathrm {2NaCl+2H_{2}O} \;\xrightarrow {\text{電解 }} \;\mathrm {H_{2}\uparrow +Cl_{2}\uparrow +2NaOH}$
和硝酸銀反應	$\mathrm {NaCl+AgNO_{3}} \;\xrightarrow {\;} \mathrm {NaNO_{3}+AgCl}$
氯化鈉固體中加入濃硫酸	$\mathrm {2NaCl+H_{2}SO_{4}({\text{濃 }})} \;\xrightarrow {\bigtriangleup } \;\mathrm {2HCl+Na_{2}SO_{4}}$ $\mathrm {NaCl+H_{2}SO_{4}({\text{濃 }})} \;\xrightarrow {\text{微熱 }} \;\mathrm {HCl\uparrow +NaHSO_{4}}$

製法編輯

玻利維亞烏尤尼鹽沼內的天然鹽坨

印度泰米爾納德邦的一塊鹽田

海水和鹽湖是氯化鈉的主要來源。

蒸發鹹水（如晾曬海水），在水沒有完全蒸乾前濾出氯化鈉晶體。適合大量生產。^[18]
少量精製：將粗鹽溶解於水中，過濾掉不溶性雜質，再加精製劑如NaOH、Na₂CO₃ 和CaCl₂ 等，使SO₄²⁻、Ca²⁺、Mg²⁺ 等可溶性雜質轉化成沉澱，並濾除。最後用鹽酸將pH調節至7以下，蒸乾溶液，得到氯化鈉晶體。
實驗室里的製備方法：將過量的鹽酸和氫氧化鈉，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，蒸乾溶液，析出氯化鈉晶體。

{\rm {HCl(aq)+NaOH(aq)\rightarrow NaCl(aq)+H_{2}O(l)}}

{\rm {HCl(aq)+NaHCO_{3}(aq)\rightarrow NaCl(aq)+CO_{2}(g)+H_{2}O(l)}}

{\rm {2HCl(aq)+Na_{2}O(s)\rightarrow 2NaCl(aq)+H_{2}O(l)}}

{\rm {4HCl(aq)+2Na_{2}O_{2}(s)\rightarrow 4NaCl(aq)+O_{2}(g)+2H_{2}O(l)}}

{\rm {2HCl(aq)+Na_{2}CO_{3}(aq)\rightarrow 2NaCl(aq)+CO_{2}(g)+H_{2}O(l)}}

{\rm {H_{2}O_{2}(aq)+NaClO(aq)\rightarrow NaCl(aq)+O_{2}(g)+H_{2}O(l)}}

把金屬鈉放進鹽酸，蒸乾溶液，得到氯化鈉晶體。

{\rm {2HCl(aq)+2Na(s)\rightarrow 2NaCl(aq)+H_{2}(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。

{\rm {2Na(s)+Cl_{2}(g)\rightarrow 2NaCl(s)}}

用途編輯

氯化鈉的用途很廣，使用量也大。根據1974年的統計數據，美國生產的氯化鈉中只有2.7%作為家用食鹽出售，16.6%用於路面除冰^[19]，4.2%用於動物飼料，1.8%用於硬水軟化，剩餘60%以上均被用於工業生產^[20]。

食鹽是一種鹹味調料。

餐飲編輯

氯化鈉能產生人類能感知的鹹味，是一種常見的調味料。食鹽中一般含有97至99%的氯化鈉^[21]^[22]。此外，海鹽及新鮮開採的石鹽（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^[23]，或其它心血管疾病^[24]。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^[25]。

醫學編輯

氯化鈉對於地球上的生命非常重要。大部分生物組織中含有多種鹽類。鈉離子在體內負責調節神經衝動的傳導。血液中的鈉離子濃度直接關係到體液的安全水平的調節，濃度失常會導致高鈉血症或低血鈉症。^[26]

0.9%的氯化鈉水溶液稱為生理鹽水，因為它與血漿有相同的滲透壓。生理鹽水是主要的體液替代物，廣泛用於治療及預防脫水^[e]，也用於靜脈注射治療及預防血量減少性休克。

工業編輯

氯化鈉是無機重化工業的基礎，在無機化工中，使用的食鹽比其他任何原料都要多^[27]。其中，消耗食鹽最多的工藝是氯鹼法，該工藝通過電解食鹽水製備氫氧化鈉、氯氣和氫氣，通過電解熔鹽獲得金屬鈉和氯氣。氯氣主要被用於合成含氯有機化合物（如氯氟烴、聚氯乙烯）和消毒漂白，氫氧化鈉則被廣泛運用於無機化工和紙漿處理。另一種消耗食鹽量比較大的工藝是氨鹼法，該法通過往食鹽水中注入氨和二氧化碳來製備碳酸氫鈉，進而製備碳酸鈉。大部分碳酸鈉被用於製造玻璃。^[28]

氯鹼工業中，電解氯化鈉水溶液，產生氫氣、氯氣和氫氧化鈉。
電解熔融氯化鈉製備金屬鈉。可加入助熔劑（如氯化鈣）降低熔點。
氨鹼法、聯合制鹼法中，氯化鈉和二氧化碳、氨氣一起製備純鹼。

道路編輯

用於路面除冰是除了工業生產之外鹽的主要用途。

注釋編輯

^ Na⁺和Cl⁻離子周圍都由6個異號離子按八面體方式配位。
^ 數以百計的二元化合物，如鹵化物、氧化物、硫化物、硒化物、氮化物和碳化物中，許多都是B1型的。
^ 低共熔點是鹽水能夠達到的最低溫度。質量分數大於23.31%的鹽水在冷卻到該溫度之前會析出鹽（或其水合物），質量分數小於23.31%的鹽水在冷卻到該溫度之前則會析出冰。
^ 但這種作用低於共價鍵的強度。
^ 人類與其他靈長類不同，人類通過出汗分泌大量的氯化鈉。

參考資料編輯

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參考文獻編輯

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參見編輯

外部連結編輯

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JtBaker MSDS

[6] Na⁺和Cl⁻離子周圍都由6個異號離子按八面體方式配位。

[7] 數以百計的二元化合物，如鹵化物、氧化物、硫化物、硒化物、氮化物和碳化物中，許多都是B1型的。

[10] 低共熔點是鹽水能夠達到的最低溫度。質量分數大於23.31%的鹽水在冷卻到該溫度之前會析出鹽（或其水合物），質量分數小於23.31%的鹽水在冷卻到該溫度之前則會析出冰。

[19] 但這種作用低於共價鍵的強度。

[31] 人類與其他靈長類不同，人類通過出汗分泌大量的氯化鈉。

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氯化鈉


IUPAC名 Sodium chloride
英文名	Sodium chloride
別名	食鹽、石鹽、鹽、食用鹽
識別
CAS號	7647-14-5 ^Y
PubChem	5234
ChemSpider	5044
SMILES	[Na+].[Cl-]
InChI	1/ClH.Na/h1H;/q;+1/p-1
InChIKey	FAPWRFPIFSIZLT-REWHXWOFAE
Beilstein	3534976
Gmelin	13673
EINECS	231-598-3
ChEBI	26710
RTECS	VZ4725000
KEGG	D02056
MeSH	Sodium+chloride
性質
化學式	Na Cl
摩爾質量	58.44277 g·mol⁻¹
外觀	白色或無色晶體或粉末^[1]
密度	2.17 g/cm³ (固)^[1]
熔點	802.018 °C （1075.168 K）^[1]
沸點	1465 °C （1738.15 K）^[1]
溶解性（水）	36.0 g/100 g (25 °C)^[1]
溶解性	微溶於乙醇（詳見「物理性質」一節）^[1]
折光度n D	1.55 （500 nm）^[2]
結構
晶體結構	面心立方結構^[1]
晶格常數	a = 564 pm^[3]
配位幾何	八面體
危險性
警示術語	R：R36
安全術語	S：無
NFPA 704	0 0 0
致死量或濃度：
LD₅₀（中位劑量）	3 g/kg（口服，大鼠）^[4]
相關物質
其他陰離子	氟化鈉、溴化鈉、碘化鈉
其他陽離子	氯化鋰、氯化鉀、氯化銣、氯化銫、氯化鎂、氯化鈣、氯化鋇
相關鹽	乙酸鈉
若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

氯化鈉

生產 編輯

各種化合物的生產 編輯

氯鹼法 編輯

氨鹼法 編輯

聯合制鹼法 編輯

硬水軟化 編輯

晶體結構 編輯

性質 編輯

物理性質 編輯

化學性質 編輯

製法 編輯

用途 編輯

餐飲 編輯

醫學 編輯

工業 編輯

道路 編輯

注釋 編輯

參考資料 編輯

參考文獻 編輯

參見 編輯

外部連結 編輯