超氧化鈉
發布時間:2016-11-30 來源:未知     分享到:
  超氧化鈉是一種淺黃色(或橙黃色)的固體,化學式為NaO2,含有超氧離子O2-。超氧化鈉為食鹽(NaCl型)的晶體結構,可由過氧化鈉與氧氣在加壓情況下反應制備。超氧化鈉中的超氧根離子在反鍵軌道上有一個單電子,不穩定,且呈順磁性。它與水迅速反應生成過氧化氫、氫氧化鈉和氧氣。

  物質結構

  在某些較老的出版物中,其結構與多硫化鈉Na2S4做類比,被認為是Na-O-O-O-O-Na,即Na2O4,此理論是不正確的。之所以這樣寫,是受到舊的價鍵理論的束縛,認為氧原子一定是2價的,在化合物中形成2個化學鍵,得到不會有O2-這種離子存在的錯誤結論。經過科學技術的證實,NaO2晶體是由一價陰離子O2-與一價陽離子Na+按照1:1的比例構成的,而不是由二價陰離子O42-與一價陽離子Na+以1:2的比例構成的(但Na2S4確實是由Na+和S42-構成的)。

  O2-,是氧分子得到一個電子的產物。此結構不能用價鍵理論解釋,可以用分子軌道理論解釋,離子中存在一個2p軌道的σ鍵,一個2p軌道的三電子π鍵,鍵級為1.5。O2-比O2多的那個電子在(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,鍵級比氧氣分子小,穩定性比氧氣分子弱。已經證實它是一種可以穩定存在的自由基,如:將KO2溶于冠醚與DMSO所得的溶液,可以得到含有O2-的穩定溶液。

  性質

  常溫時為淡黃色,高溫時由深黃到橙黃,暴露在空氣中會逐漸放出氧而失去黃色。若長期暴露在空氣中, 將變成過氧化鈉、氫氧化鈉及碳酸鈉的混合物。保存于密閉容器內,溫度在65℃以下較穩定,100℃時開始緩慢分解析出氧氣,250℃以上劇烈分解放出氧氣。其為強氧化劑。接觸易燃物、有機物、還原劑能引起燃燒爆炸。遇水或水蒸汽產生熱,量大時能發生爆炸。

  商品過氧化鈉中含有10%的超氧化鈉,因此呈淡黃色。混入的超氧化鈉是使過氧化鈉(本該白色)呈淡黃色的原因。

  超氧化鈉中的超氧離子有一個單電子,呈順磁性。它與水迅速反應生成氫氧化鈉和過氧化鈉

  火災處理方式

  干砂、干土、干粉;禁止用水、泡沫。(可與水反應放熱)

  生產方法

  工業制法

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

  Na + O2 = NaO2 (在液氨中)

  該反應機理為:

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

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

  實驗室制法

  用氧氣與鈉的液氨溶液小心反應也會得到超氧化鈉:

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

  Na2O2 + O2 =2 NaO2

  應用領域

  作為供氧劑,廣泛用于煤礦、化工、潛水、救護、高山測繪、高空飛行等需要供氧的場合以及有毒的環境。[2]

  貯運規則

  桶上應有明顯“強氧化劑”標志。貯存于通風、干燥的庫房,遠離火種和熱源,與有機物、易燃品、酸類物質隔離儲運。搬運時小心輕放,切忌重摔碰撞。

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