摘要: 制取金属钠 工业上制取金属钠,主要采用电解还原法,即电解熔融的氯化钠。由于氯化钠的熔点高,直接熔化所需的能耗比较大,所以一般采用40%的氯化钠与60%的氯化钙的混合物共熔,其熔化温度可降至580°C左右。这样既节省了大量的能源,又可降低钠的蒸气压。 电解时,通...
制取金属钠
工业上制取金属钠,主要采用电解还原法,即电解熔融的氯化钠。由于氯化钠的熔点高,直接熔化所需的能耗比较大,所以一般采用40%的氯化钠与60%的氯化钙的混合物共熔,其熔化温度可降至580°C左右。这样既节省了大量的能源,又可降低钠的蒸气压。
电解时,通常采用石墨作阳极,氯气也从此极释出,因此阳极上还需要安装吸氯装置。阴极多采用金属铁,当电流通人熔融的氯化钠与氯化钙的混熔盐时,阴极处即有被还原的金属钠和钙析出,它们一般都漂浮在熔盐的上方,可以很方便地用管道引出。当熔融的金属钠与金属钙冷却至105~110°C时,金属钙将首先生成结晶析出,通过过滤即可与金属钠分离。
制取金属钾
工业上制取金属钾一般不采用电解的方法。首先,因为金属钾容易熔解于熔盐之中,难于分离;其次,金属钾的沸点比钠低,很容易从电解槽中逸出,污染环境;再次,电解钾盐时在电解槽中可以生成超氧化钾,它与金属钾的反应十分剧烈,容易引起爆炸,影响生产安全。因此,工业生产金属钾常采用置换法,即用金属钠从熔融的氯化钾中置换出金属钾。
因为金属钾的沸点比金属钠的沸点低100多摄氏度,所以在反应温度(850°C)下,钾的蒸气可以不断地逸出,使反应连续进行。正因为生产金属钾需要用金属钠去置换,所以金属钾的生产成本远比金属钠高。
少量制取金属钾,还可以采用碳还原碳酸钾的方法,或通过氟化钾与电石(碳化钙)反应来制取。
但这些制取方法的技术难度更大,成本也更高。