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超氧化鈉
發(fā)布時(shí)間:2016-11-30 來(lái)源:未知     分享到:
  超氧化鈉是一種淺黃色(或橙黃色)的固體,化學(xué)式為NaO2,含有超氧離子O2-。超氧化鈉為食鹽(NaCl型)的晶體結(jié)構(gòu),可由過(guò)氧化鈉與氧氣在加壓情況下反應(yīng)制備。超氧化鈉中的超氧根離子在反鍵軌道上有一個(gè)單電子,不穩(wěn)定,且呈順磁性。它與水迅速反應(yīng)生成過(guò)氧化氫、氫氧化鈉和氧氣。

  物質(zhì)結(jié)構(gòu)

  在某些較老的出版物中,其結(jié)構(gòu)與多硫化鈉Na2S4做類比,被認(rèn)為是Na-O-O-O-O-Na,即Na2O4,此理論是不正確的。之所以這樣寫,是受到舊的價(jià)鍵理論的束縛,認(rèn)為氧原子一定是2價(jià)的,在化合物中形成2個(gè)化學(xué)鍵,得到不會(huì)有O2-這種離子存在的錯(cuò)誤結(jié)論。經(jīng)過(guò)科學(xué)技術(shù)的證實(shí),NaO2晶體是由一價(jià)陰離子O2-與一價(jià)陽(yáng)離子Na+按照1:1的比例構(gòu)成的,而不是由二價(jià)陰離子O42-與一價(jià)陽(yáng)離子Na+以1:2的比例構(gòu)成的(但Na2S4確實(shí)是由Na+和S42-構(gòu)成的)。

  O2-,是氧分子得到一個(gè)電子的產(chǎn)物。此結(jié)構(gòu)不能用價(jià)鍵理論解釋,可以用分子軌道理論解釋,離子中存在一個(gè)2p軌道的σ鍵,一個(gè)2p軌道的三電子π鍵,鍵級(jí)為1.5。O2-比O2多的那個(gè)電子在(π2py*)軌道上,由于多的電子在反鍵軌道上,所以超氧根離子比氧分子的鍵級(jí)要小,分別是1.5和2,超氧根離子的核間距要比氧氣分子大,鍵級(jí)比氧氣分子小,穩(wěn)定性比氧氣分子弱。已經(jīng)證實(shí)它是一種可以穩(wěn)定存在的自由基,如:將KO2溶于冠醚與DMSO所得的溶液,可以得到含有O2-的穩(wěn)定溶液。

  性質(zhì)

  常溫時(shí)為淡黃色,高溫時(shí)由深黃到橙黃,暴露在空氣中會(huì)逐漸放出氧而失去黃色。若長(zhǎng)期暴露在空氣中, 將變成過(guò)氧化鈉、氫氧化鈉及碳酸鈉的混合物。保存于密閉容器內(nèi),溫度在65℃以下較穩(wěn)定,100℃時(shí)開始緩慢分解析出氧氣,250℃以上劇烈分解放出氧氣。其為強(qiáng)氧化劑。接觸易燃物、有機(jī)物、還原劑能引起燃燒爆炸。遇水或水蒸汽產(chǎn)生熱,量大時(shí)能發(fā)生爆炸。

  商品過(guò)氧化鈉中含有10%的超氧化鈉,因此呈淡黃色?;烊氲某趸c是使過(guò)氧化鈉(本該白色)呈淡黃色的原因。

  超氧化鈉中的超氧離子有一個(gè)單電子,呈順磁性。它與水迅速反應(yīng)生成氫氧化鈉和過(guò)氧化鈉

  火災(zāi)處理方式

  干砂、干土、干粉;禁止用水、泡沫。(可與水反應(yīng)放熱)

  生產(chǎn)方法

  工業(yè)制法

  超氧化鈉還可以通過(guò)將金屬鈉溶于液氨中與氧氣作用而制得(純凈的過(guò)氧化物和超氧化物是用鈉,鉀或銣等的液氨溶液跟反應(yīng)所需要的計(jì)算量的氧氣起反應(yīng)而制得的):

  Na + O2 = NaO2 (在液氨中)

  該反應(yīng)機(jī)理為:

  Na + xNH3 = Na+ + e(NH3)x-

  O2 + e(NH3)x- = O2- + xNH3

  實(shí)驗(yàn)室制法

  用氧氣與鈉的液氨溶液小心反應(yīng)也會(huì)得到超氧化鈉:

  Na + O2 = NaO2可由過(guò)氧化鈉與氧氣在加壓情況下反應(yīng)制備(在490℃氧氣中加熱過(guò)氧化鈉,也可以得到超氧化鈉)[1]  。

  Na2O2 + O2 =2 NaO2

  應(yīng)用領(lǐng)域

  作為供氧劑,廣泛用于煤礦、化工、潛水、救護(hù)、高山測(cè)繪、高空飛行等需要供氧的場(chǎng)合以及有毒的環(huán)境。[2]

  貯運(yùn)規(guī)則

  桶上應(yīng)有明顯“強(qiáng)氧化劑”標(biāo)志。貯存于通風(fēng)、干燥的庫(kù)房,遠(yuǎn)離火種和熱源,與有機(jī)物、易燃品、酸類物質(zhì)隔離儲(chǔ)運(yùn)。搬運(yùn)時(shí)小心輕放,切忌重摔碰撞。

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