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22.99g和35.45g/mol，也就是说100g的氯化钠中含有39.34g的钠和 60.66g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。

晶体结构

File:Halite09.jpg

纯净的石盐是氯化钠晶体。

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。

氯化钠的晶体结构

名称	英文名	代号	晶格结构	晶系	配位	举例	示意图（点击可放大）
氯化钠结构	NaCl structure	B1型	面心立方晶格	立方晶系	Template:Efn	Template:Efn	File:NaCl-estructura cristalina.svg

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”。

性质

File:WatNaCl-zh.png

常压下水盐体系的相图

物理性质

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Template:Convert，沸點為Template:Convert，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%Template:Efn。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)

Template:Chembox header|氯化钠在不同溶液中的溶解度 g / 1 kg ，25℃
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
环丁砜	0.05
1-丁醇	0.05
异丙醇	0.03
1-戊醇	0.018
乙腈	0.003
丙酮	0.00042

氯化钠的导电性

温度	°C	800	850	900	1000	1100
电导率 σ	S·m−1	3,58	3,75	3,90	4,17	4,39

化学性质

File:NaCl(H2O)2slab.png

氯化钠溶液中的NaCl •2H₂O，红色O，白色H，绿色Cl，紫色Na

氯化钠是一种离子化合物，化学式为$\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}$，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Template:Efn。

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⁺。

氯化钠相关的化学反应

制取金属钠	$\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{(}\text{熔 融 }\mathrm{)}\stackrel{\text{電 解 }}{\to }\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{+}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}\uparrow$
電解饱和食盐水	$\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\stackrel{\text{電 解 }}{\to }{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\uparrow }\mathrm{+}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\uparrow }\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}$
和硝酸银反应	$\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{+}\mathrm{A}\mathrm{g}\mathrm{N}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\stackrel{}{\to }\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{N}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{A}\mathrm{g}\mathrm{C}\mathrm{l}$
氯化钠固体中加入浓硫酸	$\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{(}\text{濃 }\mathrm{)}\stackrel{△}{\to }\mathrm{2}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{+}\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}$ $\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{(}\text{濃 }\mathrm{)}\stackrel{\text{微 熱 }}{\to }\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{\uparrow }\mathrm{+}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{H}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}$

制法

Template:Multiple image 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)

用途

Template:Update 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。

File:Table salt with salt shaker V1.jpg

食盐是一种咸味调料。

各种化合物的生产

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。

氯碱法

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： -{zh-hans:$\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\stackrel{\text{电 解 }}{\to }{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\uparrow }\mathrm{+}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\uparrow }\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}$; zh-hant:$\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\stackrel{\text{電 解 }}{\to }{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\uparrow }\mathrm{+}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\uparrow }\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}$}-

氨碱法

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。

联合制碱法

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。

硬水软化

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。

餐饮

Template:Main 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。

医学

Template:Main 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Template:Efn，也用于静脉注射治疗及预防血量减少性休克。

工业

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。

道路

用于路面除冰是除了工业生产之外盐的主要用途。

參考文獻

• Template:Cite book

参见

• 食盐
• 离子晶体

外部連結

• Salt Template:Wayback United States Geological Survey Statistics and Information
• Template:Cite journal
• Calculators: surface tensions Template:Wayback, and densities, molarities and molalities Template:Wayback of aqueous NaCl (and other salts)
• JtBaker MSDS