氯化钠

氯化钠
	IUPAC名; Sodium chloride
英文名	Sodium chloride
别名	食盐、石盐、盐、食用盐
识别
CAS号	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
性质
化学式	NaCl
摩尔质量	58.44277 g·mol⁻¹
外观	白色或无色晶体或粉末
密度	2.17 g/cm³ (固)
熔点	802.018 °C （1075.168 K）
沸点	1465 °C （1738.15 K）
溶解性（水）	36.0 g/100 g (25 °C)
溶解性	微溶于乙醇（詳見「物理性質」一節）
折光度n; D	1.55 （500 nm）
结构
晶体结构	面心立方结构
晶格常数	a = 564 pm
配位几何	八面体
危险性
警示术语	R：R36
安全术语	S：无
NFPA 704	0 0 0
	致死量或浓度：
LD50（中位剂量）	3 g/kg（口服，大鼠）
相关物质
其他阴离子	氟化钠、溴化钠、; 碘化钠
其他阳离子	氯化锂、氯化钾、; 氯化铷、氯化铯、; 氯化镁、氯化钙、; 氯化钡
相关盐	乙酸钠
	若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

氯化钠（化学式：Na Cl），是一种离子化合物。钠离子和氯离子的原子质量分别为22.99和35.45g/mol，也就是说100g的氯化钠中含有39.34 g的钠和 60.66 g的氯。氯化钠是海水中盐分的主要组成部分，它的存在也使得海水有其特有的咸味。氯化钠也是细胞外液的主要盐类，0.9%的氯化鈉水溶液俗称为生理盐水。其可食用的形态是食盐的主要成分，多用于食物的调味和保存。

在工业中，主要用于制造氢氧化钠和氯以及应用于聚氯乙烯、塑料、木浆（纸浆）等许多其他产品的生产过程。由于它可以降低水的熔点，偶尔也用于解冻冰冻的路面。

氯化钠的pH是7。

生产

各种化合物的生产

氯化钠是各种化学反应的生产中（不管是直接还是间接使用）不可缺少的原料。

氯碱法

由电解饱和食盐水溶液制取氫氧化鈉、氯气和氢气的工业生产方法，是重要的基础化学工业之一。其反应如下： $\mathrm {2NaCl+2H_{2}O} \;\xrightarrow {\text{电解 }} \;\mathrm {H_{2}\uparrow +Cl_{2}\uparrow +2NaOH}$

氨碱法

也叫索尔维法，是工业生产碳酸钠的主要方法。此反应需要氯化钠和石灰石，其产物是氯化钙和碳酸钠。

联合制碱法

也叫侯氏制碱法，同样是工业生产碳酸钠的主要方法。此反应需要氯化钠、二氧化碳和氨气，其产物是氮肥氯化铵和碳酸氢钠，再经加热使碳酸氢钠分解为碳酸钠。

硬水软化

硬水（如井水）含有大量的镁离子和钙离子。硬水有许多危害，包括降低洗衣液的效果和阻塞水管，因此需要用离子交换树脂将其置换出来。氯化钠用于更新已失效的離子交換樹脂，使其能重复使用。

晶体结构

氯化钠晶体的内部结构，是人类测试的第一个晶体结构^[5]。氯化钠的晶体形成立体对称，每个离子有六个相邻的离子，组成一个八面体。其晶体结构中，较大的氯离子排成立方最密堆积（ccp），较小的钠离子则填充氯离子之间的八面体的空隙。每个离子周围都被六个其他的离子包围着。这种结构也存在于其他很多化合物中，称为氯化钠型结构。

**氯化钠的晶体结构**
名称	英文名	代号	晶格结构	晶系	配位	举例	示意图（点击可放大）
氯化钠结构	Na Cl structure	B1型	面心立方晶格	立方晶系	^[a]	^[b]

氯化钠的晶体主要有带正电荷的Na⁺和带负电荷的Cl⁻组成，Na⁺和Cl⁻在相互垂直的3个方向上的平面上以1:1的比例均匀分布，每个方向上的平面上电荷的代数和为0，称为“电性中和面”。“电性中和面”内静电力较强，但相互平行的相邻的“电性中和面”之间的静电力较弱，导致氯化钠晶体的解理沿着这3个互相垂直的方向产生。因此，当氯化钠晶体受到外力发生破裂时，容易沿着这3个方向破裂开形成一个垂直的“三面凹角”。

性质

物理性质

氯化钠在多数情況下是白色的粉末，其結晶是半透明的立方体，但也可能會因雜質而呈現出蓝或紫的色調。氯化钠的莫耳質量是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。莫氏硬度为2～2.5。^[6]^[7]

氯化钠易溶于水，常温下在水中的溶解度是359克/升。食盐水的物理性质与纯水有较大的差异。常压下，水盐体系的低共熔点为−21.12 °C（−6.02 °F），低共熔物中盐的质量分数为23.31%^[c]。该质量分数的食盐水沸点约为108.7 °C （227.7 °F）^[8]。氯化钠溶液的PH值不是正好等于7，而是视浓度，溫度及純度而定，介于5.6至8.4之间^[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)

氯化钠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
环丁砜	0.05
1-丁醇	0.05
异丙醇	0.03
1-戊醇	0.018
乙腈	0.003
丙酮	0.00042

**氯化钠的导电性^[11]**
温度	°C	800	850	900	1000	1100
电导率 σ	S·m⁻¹	3,58	3,75	3,90	4,17	4,39

化学性质

氯化钠溶液中的NaCl •2H₂O，红色O，白色H，绿色Cl，紫色Na^[12]

氯化钠是一种离子化合物，化学式为 ${\ce {NaCl}}$ ，代表钠離子與氯離子的比例是一比一，之间靠离子键结合。钠原子将其3s态电子转移到氯原子的3d态上，两者都达到稳定的电子结构。带正电的钠离子与带负电的氯离子相互吸引，稳定的结合在一起^[13]。

氯化钠溶於水時，完全电离为钠離子與氯離子^[14]。他们会使纯水靠氢键键合形成的正常结构（四面体排列）遭到破坏^[15]。Na⁺与水分子的结合力大约是水分子间氢键的4倍^[d]。^[16]

从冷溶液中析出的盐當中，每個鹽分子带有两个结晶水：NaCl·2H₂O。

氯化钠溶液的检验可分两步完成。首先，向溶液中滴入硝酸酸化过的硝酸银溶液，有白色沉淀（氯化银）产生，证明有Cl^-。然后用铂丝蘸取少量溶液，置于酒精灯上灼烧，火焰呈黄色，可证含有Na⁺。^[17]

氯化钠相关的化学反应
制取金属钠	$\mathrm {2NaCl({\text{熔融 }})} \;\xrightarrow {\text{電解 }} \;\mathrm {2Na+Cl_{2}} \uparrow$
電解饱和食盐水	$\mathrm {2NaCl+2H_{2}O} \;\xrightarrow {\text{電解 }} \;\mathrm {H_{2}\uparrow +Cl_{2}\uparrow +2NaOH}$
和硝酸银反应	$\mathrm {NaCl+AgNO_{3}} \;\xrightarrow {\;} \mathrm {NaNO_{3}+AgCl}$
氯化钠固体中加入浓硫酸	$\mathrm {2NaCl+H_{2}SO_{4}({\text{濃 }})} \;\xrightarrow {\bigtriangleup } \;\mathrm {2HCl+Na_{2}SO_{4}}$ $\mathrm {NaCl+H_{2}SO_{4}({\text{濃 }})} \;\xrightarrow {\text{微熱 }} \;\mathrm {HCl\uparrow +NaHSO_{4}}$

制法

玻利維亞烏尤尼鹽沼內的天然鹽坨

印度泰米尔纳德邦的一块盐田

海水和盐湖是氯化鈉的主要来源。

蒸发咸水（如晾晒海水），在水没有完全蒸干前滤出氯化钠晶体。适合大量生产。^[18]
少量精制：将粗盐溶解于水中，过滤掉不溶性杂质，再加精制剂如NaOH、Na₂CO₃ 和CaCl₂ 等，使SO₄²⁻、Ca²⁺、Mg²⁺ 等可溶性杂质转化成沉淀，并滤除。最后用盐酸将pH调节至7以下，蒸干溶液，得到氯化钠晶体。
实验室里的制备方法：将过量的盐酸和氢氧化钠，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，蒸干溶液，析出氯化钠晶体。
- 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

氯化钠的用途很广，使用量也大。根据1974年的统计数据，美国生产的氯化钠中只有2.7%作为家用食盐出售，16.6%用于路面除冰^[19]，4.2%用于动物饲料，1.8%用于硬水软化，剩余60%以上均被用于工业生产^[20]。

餐饮

氯化钠能产生人类能感知的鹹味，是一种常见的调味料。食鹽中一般含有97至99%的氯化钠^[21]^[22]。此外，海盐及新鮮開採的石鹽（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]。

医学

氯化鈉对于地球上的生命非常重要。大部分生物组织中含有多种盐类。钠离子在体内负责调节神经冲动的传导。血液中的钠离子浓度直接关系到体液的安全水平的调节，浓度失常会导致高钠血症或低血钠症。^[26]

0.9%的氯化鈉水溶液称为生理盐水，因为它与血浆有相同的渗透压。生理盐水是主要的体液替代物，广泛用于治疗及预防脱水^[e]，也用于静脉注射治疗及预防血量减少性休克。

工业

氯化钠是无机重化工业的基础，在无机化工中，使用的食盐比其他任何原料都要多^[27]。其中，消耗食盐最多的工艺是氯碱法，该工艺通过电解食盐水制备氢氧化钠、氯气和氢气，通过电解熔盐获得金属钠和氯气。氯气主要被用于合成含氯有机化合物（如氯氟烃、聚氯乙烯）和消毒漂白，氢氧化钠则被广泛运用于无机化工和纸浆处理。另一种消耗食盐量比较大的工艺是氨碱法，该法通过往食盐水中注入氨和二氧化碳来制备碳酸氢钠，进而制备碳酸钠。大部分碳酸钠被用于制造玻璃。^[28]

氯碱工业中，电解氯化钠水溶液，产生氢气、氯气和氢氧化钠。
电解熔融氯化钠制备金属钠。可加入助熔剂（如氯化钙）降低熔点。
氨碱法、联合制碱法中，氯化钠和二氧化碳、氨气一起制备纯碱。

道路

用于路面除冰是除了工业生产之外盐的主要用途。

注释

^ Na⁺和Cl⁻离子周围都由6个异号离子按八面体方式配位。
^ 数以百计的二元化合物，如卤化物、氧化物、硫化物、硒化物、氮化物和碳化物中，许多都是B1型的。
^ 低共熔点是盐水能够达到的最低温度。质量分数大于23.31%的盐水在冷却到该温度之前会析出盐（或其水合物），质量分数小于23.31%的盐水在冷却到该温度之前则会析出冰。
^ 但这种作用低于共价键的强度。
^ 人类与其他灵长类不同，人类通过出汗分泌大量的氯化鈉。

参考资料

^ ^1.0 ^1.1 ^1.2 ^1.3 ^1.4 ^1.5 ^1.6 CRC Handbook of Chemistry and Physics 97th Edition. 2016-06-24: 4–85. ISBN 1-4987-5428-7 （英语）.
^ RefractiveIndex.INFO: Refractive index of NaCl (Sodium chloride) （页面存档备份，存于互联网档案馆）
^ W.T.Barrett, W.E.Wallace: Studies of NaCl-KCI Solid Solutions. I. Heats of Formation, Lattice Spacings, Densities, Schottky Defects and Mutual Solubilities. In: Journal of the American Chemical Society 76(2), 1954, S. 366–369, doi:10.1021/ja01631a014
^ Tucker, R. K.; Haegele, M. A. Comparative acute oral toxicity of pesticides to six species of birds. Toxicology and Applied Pharmacology. 1971, 20 (1): 57–65. ISSN 0041-008X. PMID 5110827. doi:10.1016/0041-008x(71)90088-3.
^ 氯化钠的晶体结构. 中国数字科技馆. [2017-10-23]. （原始内容存档于2020-05-02）.
^ Sirdeshmukh, Dinker B.; Sirdeshmukh, Lalitha & Subhadra, K. G. Alkali halides: a handbook of physical properties. Springer. 2001: 65, 68 [2017-10-23]. ISBN 3-540-42180-7. （原始内容存档于2016-09-04）.
^ 氯化钠（NaCl）晶体. 吉林光正晶体有限公司. [2017-10-23]. （原始内容存档于2017-10-24）.
^ Elvers, B. et al. (ed.) (1991) Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th ed. Vol. A24, Wiley, p. 319, ISBN 978-3-527-20124-2.
^ L Shu, IJ Obagbemi, S Liyanaarachchi, D Navaratna, R Parthasarathy, V Jegatheesan (2016) Why does pH increase with CaCl2 as draw solution during forward osmosis filtration,Process Safety and Environmental Protection 104, 465–471
^ Burgess, J. Metal Ions in Solution. New York: Ellis Horwood. 1978. ISBN 0-85312-027-7.
^ G. Westphal, G. Kristen, W. Wegener, P. Ambatiello, H. Geyer, B. Epron, C. Bonal, G. Steinhauser, F. Götzfried: Sodium Chloride, in: Ullmanns Enzyklopädie der Technischen Chemie, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim 2012; doi:10.1002/14356007.a24_317.pub4.
^ Klewe, B.; Pedersen, B. The crystal structure of sodium chloride dihydrate. Acta Cryst. 1974, B30: 2363–2371. doi:10.1107/S0567740874007138.
^ 王昆林. 材料工程基础. 清华大学出版社. : 44. ISBN 7302070644.
^ Wood, Frank Osborne. Salt (NaCl). Encyclopædia Britannica online. [2013-10-09]. （原始内容存档于2015-05-02）.
^ Lincoln, S. F.; Richens, D. T. and Sykes, A. G. (2003) "Metal Aqua Ions" Comprehensive Coordination Chemistry II Volume 1, pp. 515–555. doi:10.1016/B0-08-043748-6/01055-0
^ 段振华. 高等学校研究生教材·高级食品化学. 中国轻工业出版社. 2012. ISBN 7501983844.
^ 氯化钠. 江西华亨生物科技有限公司. [2017-10-23]. （原始内容存档于2017-10-23）.
^ Salt （页面存档备份，存于互联网档案馆）, U.S. Geological Survey
^ Rastogi, Nina (16 February 2010) Does road salt harm the environment? （页面存档备份，存于互联网档案馆） slate.com.
^ Westphal, Gisbert et al. (2002) "Sodium Chloride" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim doi:10.1002/14356007.a24_317.pub4.
^ Tesco Table Salt 750g. Tesco. [2010-12-05]. （原始内容存档于2009-05-11）. Nutritional analysis provided with Tesco Table Salt states 38.9 percent sodium by weight which equals 97.3 percent sodium chloride
^ The international Codex Alimentarius Standard for Food Grade Salt (PDF). [2011-07-07]. （原始内容存档 (PDF)于2012-03-14）. The content of NaCl shall not be less than 97% on a dry matter basis, exclusive of additives.
^ 科学生活：防控高血压为什么要“少吃盐”？. 中央政府门户网站. 科技日报. 2009-10-12 [2017-10-23]. （原始内容存档于2017-10-24）.
^ McCarron, David A. Dietary sodium and cardiovascular and renal disease risk factors: dark horse or phantom entry?. Nephrol Dial Transplant. 2008, 23 (7): 2133–7. PMC 2441768 . PMID 18587159. doi:10.1093/ndt/gfn312.
^ WHO issues new guidance on dietary salt and potassium. 世界卫生组织. 2013-01-31. （原始内容存档于2016-07-20）（英语）.
^ Osanai T, Fujiwara N, Saitoh M, et al. Relationship between salt intake, nitric oxide and asymmetric dimethylarginine and its relevance to patients with end-stage renal disease. Blood Purif. 2002, 20 (5): 466–8. PMID 12207094. doi:10.1159/000063555.
^ Dennis S. Kostick Salt （页面存档备份，存于互联网档案馆）, U.S. Geological Survey, 2008 Minerals Yearbook
^ N.N.Greenwood、A.Earnshaw著，曹庭礼等人译. 元素化学. 高等教育出版社. 1997: 上册108-112、144，中册603-604.