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超氧化钠
发布时间:2016-11-30 来源:未知     分享到:
  超氧化钠是一种浅黄色(或橙黄色)的固体,化学式为NaO2,含有超氧离子O2-。超氧化钠为食盐(NaCl型)的晶体结构,可由过氧化钠与氧气在加压情况下反应制备。超氧化钠中的超氧根离子在反键轨道上有一个单电子,不稳定,且呈顺磁性。它与水迅速反应生成过氧化氢、氢氧化钠和氧气。

  物质结构

  在某些较老的出版物中,其结构与多硫化钠Na2S4做类比,被认为是Na-O-O-O-O-Na,即Na2O4,此理论是不正确的。之所以这样写,是受到旧的价键理论的束缚,认为氧原子一定是2价的,在化合物中形成2个化学键,得到不会有O2-这种离子存在的错误结论。经过科学技术的证实,NaO2晶体是由一价阴离子O2-与一价阳离子Na+按照1:1的比例构成的,而不是由二价阴离子O42-与一价阳离子Na+以1:2的比例构成的(但Na2S4确实是由Na+和S42-构成的)。

  O2-,是氧分子得到一个电子的产物。此结构不能用价键理论解释,可以用分子轨道理论解释,离子中存在一个2p轨道的σ键,一个2p轨道的三电子π键,键级为1.5。O2-比O2多的那个电子在(π2py*)轨道上,由于多的电子在反键轨道上,所以超氧根离子比氧分子的键级要小,分别是1.5和2,超氧根离子的核间距要比氧气分子大,键级比氧气分子小,稳定性比氧气分子弱。已经证实它是一种可以稳定存在的自由基,如:将KO2溶于冠醚与DMSO所得的溶液,可以得到含有O2-的稳定溶液。

  性质

  常温时为淡黄色,高温时由深黄到橙黄,暴露在空气中会逐渐放出氧而失去黄色。若长期暴露在空气中, 将变成过氧化钠、氢氧化钠及碳酸钠的混合物。保存于密闭容器内,温度在65℃以下较稳定,100℃时开始缓慢分解析出氧气,250℃以上剧烈分解放出氧气。其为强氧化剂。接触易燃物、有机物、还原剂能引起燃烧爆炸。遇水或水蒸汽产生热,量大时能发生爆炸。

  商品过氧化钠中含有10%的超氧化钠,因此呈淡黄色。混入的超氧化钠是使过氧化钠(本该白色)呈淡黄色的原因。

  超氧化钠中的超氧离子有一个单电子,呈顺磁性。它与水迅速反应生成氢氧化钠和过氧化钠

  火灾处理方式

  干砂、干土、干粉;禁止用水、泡沫。(可与水反应放热)

  生产方法

  工业制法

  超氧化钠还可以通过将金属钠溶于液氨中与氧气作用而制得(纯净的过氧化物和超氧化物是用钠,钾或铷等的液氨溶液跟反应所需要的计算量的氧气起反应而制得的):

  Na + O2 = NaO2 (在液氨中)

  该反应机理为:

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

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

  实验室制法

  用氧气与钠的液氨溶液小心反应也会得到超氧化钠:

  Na + O2 = NaO2可由过氧化钠与氧气在加压情况下反应制备(在490℃氧气中加热过氧化钠,也可以得到超氧化钠)[1]  。

  Na2O2 + O2 =2 NaO2

  应用领域

  作为供氧剂,广泛用于煤矿、化工、潜水、救护、高山测绘、高空飞行等需要供氧的场合以及有毒的环境。[2]

  贮运规则

  桶上应有明显“强氧化剂”标志。贮存于通风、干燥的库房,远离火种和热源,与有机物、易燃品、酸类物质隔离储运。搬运时小心轻放,切忌重摔碰撞。

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