2020年12月25日 星期五

【國二理化】科學新聞:鈉金屬火災

到底是有多無知才會失火的時候不告訴消防員裡面有金屬鈉⋯⋯?

鹼金族的元素碰到水通通都會反應產生氫氣,

然後就爆炸了。

正常狀況下是會放在礦物油中保存⋯⋯

https://youtube.com/watch?v=uixxJtJPVXk&feature=share




 https://www.ettoday.net/news/20201221/1880995.htm

桃園蘆竹區旭富(4119)製藥20日中午發生嚴重火警,造成2名員工1死1傷慘劇,但稍早廠房內疑似又傳出爆炸聲響,而一旁竄出黃褐色的濃煙,讓附近居民都嚇壞了。據了解藥廠之所以又傳出爆炸,疑似是因為廠內有八桶金屬鈉的緣故,因碰到水產生化學反應。對此,現場指揮官怒斥,廠商沒講實話。

旭富公司指出,推測火災發生原因是因為,生產線在進行化學溶劑處理時,溶劑流進水溝所致,雖然當下有立即通報消防裝置,但因為風勢過於強勁,導致火勢難以控制。另外,據了解,這起事故造成1名員工死亡、1名員工受傷,而火勢波及鄰近5間工廠,火災財損預估高達8億元。

▲▼旭富大火燃燒直到今(21)日凌晨才全數撲滅,火調人員初判起火點為配藥廠。(圖/記者楊織興翻攝)

▲旭富大火燃燒直到今(21)日凌晨才全數撲滅,火調人員初判起火點為配藥廠。(圖/記者楊熾興翻攝)

此外,雖然火勢已於20日晚間獲得控制,但現場似乎仍有餘火悶燒,因此讓消防人員不敢大意,仍在現場搶救當中。不過,21日中午卻突然又傳出爆炸聲,接著濃烈的黃煙伴隨著竄出,讓附近居民都相當擔心。



延伸閱讀:https://highscope.ch.ntu.edu.tw/wordpress/?p=4990

鈉(Sodium)
高雄市立女子高級中學化學科洪瑞和老師/國立中山大學化學系張祖辛副教授責任編輯

在19世紀初伏打(Volta A. G. 1745~1827)發明了電池後,各國化學家紛紛利用電池分解水並獲得了成功。英國化學家戴維(Davy H. 1778~1829)利用電池分解各種物質的實驗研究。他希望利用電池將苛性鉀分解為氧氣和一種未知的”基”。因為當時化學家們認為苛性鹼也是氧化物。他先用苛性鉀的飽和溶液實驗,所得的結果卻和電解水一樣,只得到氫氣和氧氣。後來他改變實驗方法電解熔融的苛性鉀時,發現在陰極上出現了具有金屬光澤的、類似水銀的小珠,其中一些小珠立即燃燒並發生爆炸形成光亮的火焰,而另一些小珠不燃燒只是表面變暗,覆蓋著一層白膜。他把這種小小的金屬顆粒投入水中立即起火焰,在水面急速奔躍並發出響聲。就這樣,戴維在1807年發現了金屬鉀。幾天之後,他又從電解苛性鈉中獲得了金屬鈉。戴維將鉀和鈉分別命名為”Potassium”和”Sodium”,因為鉀是從草木灰(Potash)、鈉是從天然鹼-蘇打(Soda)中得到的。鈉的元素符號Na來自其拉丁文”Natrium”。鈉離子可溶在水中,地球的海水中含有的主要鹽類即為氯化鈉。鈉有極強的黃色焰色,其中最有名的是鈉蒸氣D線(鈉雙黃線589.6;589.0nm)

鈉的性質:
鈉是工業上用途最大的鹼金屬,具有很強的還原性,它能與金屬氧化物作用,使其它金屬還原出來。鈉能溶於液態氨中,生成藍色溶液,該溶液具有導電性和順磁性。在液氨溶液中,鈉解離生成鈉正離子和溶劑合電子(Na(s) → Na+(NH3) + e(NH3)),其中的溶劑合電子是一種很強的還原劑。現今工業上生產的鈉,主要是以電解熔融態氯化鈉(加入氯化鈣以降低熔點)而得。

鈉是生命中重要的元素,正常成人體內鈉總量約為90g。鈉的主要功能是維持人體細胞外液的滲透壓。食鹽(NaCl)是早期人類活動中交易的重要商品,食鹽不僅使食物味道鮮美,還是人體獲取鈉元素的主要來源;但如果人體內鈉鹽積聚過多,就會改變滲透壓使血壓增高,誘發心臟病。因此,有高血壓或心臟病的人在飲食中必須控制食鹽的攝取量。鈉在實驗室中常用於除去殘留在有機溶劑中的微量水分。

1. 鈉與水的反應:鈉與水反應劇烈,反應放出的熱使鈉熔化成小球並產生氫氣。
2. 鈉與氧的反應:金屬鈉在空氣中燃燒,生成黃色的過氧化鈉:2Na + O2 → Na2O2

鈉的化合物
1. 氫氧化鈉:由於在空氣中易吸濕潮解,所以固體NaOH是常用的乾燥劑。它還容易與空氣中的二氧化碳作用生成碳酸鹽,所以要密封保存。NaOH和KOH是重要的化工基本原料,它們的水溶液和熔融物能與許多金屬或非金屬氧化物作用,在工業生產上有很多重要用途。

2. 過氧化鈉:過氧化鈉Na2O2呈強鹼性,含有過氧離子。在鹼性介質中過氧化鈉是一種強氧化劑,常用作氧化分解礦石的熔劑。例如: Na2O2與水作用產生H2O2。H2O2立即分解放出氧氣。所以過氧化鈉常用作紡織品、羽毛等的漂白劑和氧氣產生劑。在潮濕的空氣中,過氧化鈉能吸收二氧化碳並放出氧氣:2Na2O2 + 2CO2 → 2Na2CO3 + O2。因此過氧化鈉廣泛用於防毒面具、高空飛行和潛水艇裡,以吸收人們放出的二氧化碳並供給氧氣。
在酸性介質中,當遇到像過錳酸鉀這樣的強氧化劑時,過氧化鈉就會顯出還原性,於是過氧離子被氧化成氧氣單質釋出。

3. 氫化鈉:氫化鈉(NaH)也是一種強還原劑,但不若氫化鋰穩定,常用於有機合成中。

4. 氯化鈉:全世界每年約會消耗掉150百萬噸的氯化鈉,是化學工業上用量極大的物質,主要採自地底的岩鹽及自海水提煉。

5. 碳酸鈉、碳酸氫鈉:鹼金屬及銨根的碳酸鹽是溶解度比較高的,碳酸鈉在自然界主要有兩種水合物:Na2CO3.H2O及Na2CO3.10H2O,自然界中雖有天然產出的碳酸鈉礦物,但全世界仍有70%的碳酸鈉是產自於Solvay 法,或稱氨-鹼法。2NaCl(aq) + CaCO3(s) → Na2CO3(aq) + CaCl2(aq),此法需消耗相當多的能量。在美國,約有一半產量的碳酸鈉是用於玻璃製造業。碳酸氫鈉也可由氨鹼法製造,碳酸氫鈉的溶解度較差,受熱後易分解產生二氧化碳,可用於滅火器,但碳酸氫鈉的主要用途是用於食品烘焙業。