鈉鉀合金

鈉鉀合金

鈉鉀合金(NaK讀音如同英語的正常念法,與sack押同韻)是鈉(Na)和鉀(K)的合金,它在室溫下為液態。市場上有不同級別的鈉鉀合金出售。鈉鉀合金與空氣和水劇烈反應,使用時必須注意。即使少至1克的鈉鉀合金仍可造成火災或爆炸。

基本信息

性質

物理性質

鈉鉀合金鈉鉀合金

鈉鉀合金為軟質固體或液體。含有40%至90%(以重量計)的鈉鉀合金在室溫下為液體。其中熔點最低的合金(低共熔混合物)含有78%的鉀與22%的鈉,在-12.6℃到785℃都為液態,21℃和100℃時的密度分別為866kg/m³和855kg/m³。

密度:0.847克/毫升(100℃)(K78%,Na22%);0.886克/毫升(100℃)(K56%,Na44%)。

熔點:-11℃(K78%,Na22%);19℃(K56%,Na44%)。

化學性質

鈉鉀合金遇酸、二氧化碳、潮氣及水發生劇烈反應,放出氫氣並立即自燃,有時甚至會爆炸。

合金特性

鈉鉀合金鈉鉀合金
1、鈉鉀合金在質量比為鈉:鉀=1:3時,熔點低於-10度,常溫下為液態。

2、作為乾燥劑,鈉鉀合金比金屬鈉乾燥速度快得多,一般來說,將THF乾燥至二苯甲酮變藍回流下只需2-3小時;

3、將氬氣通過一定高度的鈉鉀合金,可以將其中的氧和水除至ppm級。

製備方法

在氬氣保護下,將新剪開的金屬鉀和金屬鈉按質量比為3:1的比例投入到反應瓶中,逐漸搖晃,兩種金屬表面逐漸液化,繼續搖晃至完全液化,得液態鈉鉀合金。

用途

冷卻劑

鈉鉀合金鈉鉀合金
鹼金屬之間可以互相溶解而形成合金,76%K與24%鈉的合金在-12.6℃凝固,比鉀和鈉的熔點(63.5℃和97.9℃)都低。因此用於原子反應堆中的冷卻劑。

鈉鉀合金可作為冷卻劑套用於實驗室的快中子反應器中。不同於商業化的設備,這需要頻繁的關閉和抽油(defuel)。使用鉛或純鈉,在實際反應器中使用的其他的材料,將需要持續加熱冷卻劑以使之保持液態。使用NaK即克服此問題。因此,NaK其他許多熱傳導套用中使用。

蘇聯RORSAT雷達衛星即是由NAK-冷卻反應器提供動力。除了寬的液態溫度範圍之外,重要的是在真空中,NAK有非常低的蒸氣壓。但是一些冷卻劑泄漏時,NaK飛沫將造成嚴重的太空垃圾危害。

催化劑

鈉鉀合金也可以作為許多反應的催化劑,包括合成異丁苯丙酸的前體。

乾燥劑

鈉和鉀都可用於乾燥蒸餾前的溶劑,但不加熱時,反應僅限於固體表面發生。隨著反應進行,氧化物的生成也減慢了反應速率。鈉鉀合金作為乾燥劑則可避免以上問題。

使用注意事項

危險性

1、火災危險:接觸水、氧氣、鹵素、氧化劑、酸、二氧化碳、四氯化碳氯仿二氯甲烷、氯甲烷等能引起燃燒爆炸。

2、爆轟氣體危險特性:遇水、濕空氣放出氫氣可爆。

操作注意事項

在使用的時候應當注意鈉鉀合金活性很高,危險係數大,必須在惰氣保護下使用和保存。

處置方法

乾砂、乾粉、石粉、乾土;禁止用水、泡沫、四氯化碳和二氧化碳。

儲運事項

庫房通風低溫乾燥,與氧化劑鹵素強酸分開存放。

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