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），俗稱食鹽，鹽，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，0.9%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

各種化合物的生產

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

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

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

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

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

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

常壓下水鹽體系的相圖

物理性質

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

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

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。
- 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

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

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

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

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

用於路面除冰是除了工業生產之外鹽的主要用途。

注釋

^ 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。

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參考文獻

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參見

外部連結

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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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[29] WHO issues new guidance on dietary salt and potassium. 世界衛生組織. 2013-01-31. （原始內容存檔於2016-07-20）（英語）.

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[IHS-33] N.N.Greenwood、A.Earnshaw著，曹庭禮等人譯. 元素化学. 高等教育出版社. 1997: 上冊108-112、144，中冊603-604.

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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。