鈉鉀合金
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鈉鉀合金是鈉（Na）和鉀（K）的合金，英文寫作NaK，常發音成'knack'[1]。值得注意的是它在室溫下為液態。市場上有不同級別的鈉鉀合金出售。鈉鉀合金與空氣和水劇烈反應，使用時必須注意。即使少至1克的鈉鉀合金仍可造成火災或爆炸。
| 鈉鉀合金 | |
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| 識別 | |
| CAS號 | 11135-81-2 
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| 性質 | |
| 化學式 | N/A |
| 摩爾質量 | N/A g·mol⁻¹ |
| 外觀 | 液態金屬 |
| 密度 | 可變，約 0.866 g/mL |
| 危險性 | |
| 主要危害 | 可燃 (F)，腐蝕性 (C) |
| 若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。 | |
物理性質
編輯含有40%至90%（以重量計）鉀的鈉鉀合金在室溫下為液體。其中熔點最低的合金（低共熔混合物）含有78%的鉀與22%的鈉，在 -12.6 到 785 °C 都為液態，21和100°C時的密度分別為 866 kg/m³ 和 855 kg/m³，比水略輕。[2]鈉鉀合金與水產生劇烈反應，需被儲存於己烷或其它碳氫化合物裡。若有高純度及低氧化需求，也可儲存於鈍氣之中（通常是乾燥的氮氣或是氬氣）。[3]
當鈉鉀合金曝露於空氣中時，表層將產生黃色的超氧化鉀，可能會起火燃燒。這個超氧化物會與有機物起爆炸性反應。鈉鉀合金密度不高，會浮於多數碳水化合物上，但沉於較輕的礦物油中。需要注意的是，若表層有超氧化物，將鈉鉀化物以此方式保存並不安全。
鈉鉀合金的表面張力非常高，所以液滴會形成小圓麵包狀。它的熱容982 J/(kg.K)約為水的四分之一，但是熱傳速率比水快，因為有著較高的熱傳係數。[4]
使用
編輯冷卻劑
編輯鈉鉀合金可作為冷卻劑應用於實驗室的快中子反應器（Fast neutron reactor）中。不同於商業化的設備，這需要頻繁的關閉和抽油(defuel)。使用鉛或純鈉，在實際反應器中使用的其他的材料，將需要持續加熱冷卻劑以使之保持液態。使用NaK即克服此問題。因此，NaK 在其他許多熱傳導應用中使用。
蘇聯RORSAT雷達衛星即是由NAK-冷卻反應器提供動力。除了寬的液態溫度範圍之外，重要的是在真空中，NAK有非常低的蒸氣壓。但是一些冷卻劑洩漏時，NaK飛沫將造成嚴重的太空垃圾危害。
反應試劑
編輯鈉鉀合金也可以作為許多反應的試劑，包括合成異丁苯丙酸的前體。
乾燥劑
編輯鈉和鉀都可用於乾燥蒸餾前的溶劑，但不加熱時，反應僅限於固體表面發生。隨着反應進行，氧化物的生成也減慢了反應速率。鈉鉀合金作為乾燥劑則可避免以上問題，能作為金屬有機化學中常用的乾燥劑、除氧試劑、還原劑等，在金屬有機化學中有着很大的優勢，用途很廣。
危險性
編輯接觸水、氧氣、鹵素、氧化劑、酸、二氧化碳、四氯化碳、氯仿、二氯甲烷及氯甲烷等能引起燃燒爆炸。 處置方法：乾砂、石粉、乾土; 不可接觸水、泡沫、四氯化碳和二氧化碳。
製備方法
編輯在氬氣保護下，將新剪開的金屬鉀和金屬鈉按質量比為3：1的比例投入到反應瓶中，逐漸搖晃，兩種金屬表面逐漸液化，繼續搖晃至完全液化，得液態鈉鉀合金。
參考資料
編輯- ^ Houghton, Rick, Emergency Characterization of Unknown Materials （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）, CRC Press, 2007, p.89
- ^ Sodium-Potassium Alloy (NaK) (PDF). BASF. [2009-03-05]. （原始內容 (PDF)存檔於2007-09-27）.
- ^ Strem Chemical. MSDS. [4 April 2012]. （原始內容存檔於2018-07-19）.
- ^ Danamics LM10 - Liquid metal put to the test. NordicHardware.[失效連結] 2010-01-10 nordichardware.com