钠钾合金
此条目需要补充更多来源。 (2022年5月20日) |
钠钾合金是钠（Na）和钾（K）的合金，英文写作NaK，常发音成'knack'[1]。值得注意的是它在室温下为液态。市场上有不同级别的钠钾合金出售。钠钾合金与空气和水剧烈反应，使用时必须注意。即使少至1克的钠钾合金仍可造成火灾或爆炸。
| 钠钾合金 | |
|---|---|
| |
| 识别 | |
| CAS号 | 11135-81-2 
|
| 性质 | |
| 化学式 | N/A |
| 摩尔质量 | N/A g·mol⁻¹ |
| 外观 | 液态金属 |
| 密度 | 可变，约 0.866 g/mL |
| 危险性 | |
| 主要危害 | 可燃 (F)，腐蚀性 (C) |
| 若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。 | |
物理性质
含有40%至90%（以重量计）钾的钠钾合金在室温下为液体。其中熔点最低的合金（低共熔混合物）含有78%的钾与22%的钠，在 -12.6 到 785 °C 都为液态，21和100°C时的密度分别为 866 kg/m³ 和 855 kg/m³，比水略轻。[2]钠钾合金与水产生剧烈反应，需被储存于己烷或其它碳氢化合物里。若有高纯度及低氧化需求，也可储存于钝气之中（通常是干燥的氮气或是氩气）。[3]
当钠钾合金曝露于空气中时，表层将产生黄色的超氧化钾，可能会起火燃烧。这个超氧化物会与有机物起爆炸性反应。钠钾合金密度不高，会浮于多数碳水化合物上，但沉于较轻的矿物油中。需要注意的是，若表层有超氧化物，将钠钾化物以此方式保存并不安全。
钠钾合金的表面张力非常高，所以液滴会形成小圆面包状。它的热容982 J/(kg.K)约为水的四分之一，但是热传速率比水快，因为有着较高的热传系数。[4]
使用
冷却剂
钠钾合金可作为冷却剂应用于实验室的快中子反应器（Fast neutron reactor）中。不同于商业化的设备，这需要频繁的关闭和抽油(defuel)。使用铅或纯钠，在实际反应器中使用的其他的材料，将需要持续加热冷却剂以使之保持液态。使用NaK即克服此问题。因此，NaK 在其他许多热传导应用中使用。
苏联RORSAT雷达卫星即是由NAK-冷却反应器提供动力。除了宽的液态温度范围之外，重要的是在真空中，NAK有非常低的蒸气压。但是一些冷却剂泄漏时，NaK飞沫将造成严重的太空垃圾危害。
反应试剂
钠钾合金也可以作为许多反应的试剂，包括合成异丁苯丙酸的前体。
干燥剂
钠和钾都可用于干燥蒸馏前的溶剂，但不加热时，反应仅限于固体表面发生。随着反应进行，氧化物的生成也减慢了反应速率。钠钾合金作为干燥剂则可避免以上问题，能作为金属有机化学中常用的干燥剂、除氧试剂、还原剂等，在金属有机化学中有着很大的优势，用途很广。
危险性
接触水、氧气、卤素、氧化剂、酸、二氧化碳、四氯化碳、氯仿、二氯甲烷及氯甲烷等能引起燃烧爆炸。 处置方法：干砂、石粉、干土; 不可接触水、泡沫、四氯化碳和二氧化碳。
制备方法
在氩气保护下，将新剪开的金属钾和金属钠按质量比为3：1的比例投入到反应瓶中，逐渐摇晃，两种金属表面逐渐液化，继续摇晃至完全液化，得液态钠钾合金。
参考资料
- ^ Houghton, Rick, Emergency Characterization of Unknown Materials （页面存档备份，存于互联网档案馆）, CRC Press, 2007, p.89
- ^ Sodium-Potassium Alloy (NaK) (PDF). BASF. [2009-03-05]. （原始内容 (PDF)存档于2007-09-27）.
- ^ Strem Chemical. MSDS. [4 April 2012]. （原始内容存档于2018-07-19）.
- ^ Danamics LM10 - Liquid metal put to the test. NordicHardware.[失效链接] 2010-01-10 nordichardware.com