钠汞齐的主要应用

背景及概述^[1-2]

钠汞齐是钠和汞的合金，呈银白色，钠的含量在1%以下的汞齐为液体，含钠为1%～2.5%者为面团状，含2.5%以上者为固体结晶。放置空气中，跟空气中的氧气和水反应，在表面上覆盖一层氢氧化钠薄膜。跟水反应，生成氢氧化钠放出氢气。现有的配制钠汞齐的方法，是在煤油或石腊油的保护下，先将钠溶融，再缓慢地滴入汞，按需要的组份配制。钠和汞之间的反应是放热反应，为了防止反应过分激烈而引起容器温度急剧上升，所以汞只能慢慢地滴入，且汞的比重大，其量很难精确控制，导致钠汞齐配比很难精确控制，每批合成的配比不易一致，油又会污染产品，影响它的纯度；汞的蒸气对人体有害；钠易氧化，在空气中和水接触会引起爆炸。目前，国内外尚未有一种专门用于制造高纯钠汞齐的装置。

应用^[3-5]

钠汞齐比纯钠反应缓慢，用做还原剂，也用于制造氢气。钠汞齐在工业上作为温和的还原剂，用于有机合成、制备化学药品和金属。在电化学上常用作电池中的活性反应物质以及电化学测量。

1）钠汞齐可用于制备金属钠，1971年日本Tekkosha公司首先了掌握电解钠汞齐法制备金属钠的方法并应用与工业化生产。其生产流程如下：整个系统包括：1个由盐水制取钠汞齐的电解槽；1个由钠汞齐制取金属钠的电解槽；1个含0.1～0.5%汞的钠提纯系统。在第2个电解槽中，利用第1个电解槽中制取的钠汞齐作为阳极，带孔的铁片作阴极。电解液含有NaOH、Nal和NaCN。电解时形成的金属钠通过阴极上的孔漂浮上来，不断地从电解槽中析出。为了抑制副反应，电解液中必须充满氢气。电解钠汞齐法需用到汞，汞蒸气有毒，会污染环境并危害作业人员的健康，因此必须采取严格的安全防护措施。

2）制备α-羟基环十五酮，其特征在于，包括以下步骤：（1）将一定量的钠与适量的矿物油加入锥形瓶中，加热至钠融化，将一定量的汞用滴液漏斗缓慢滴入锥形瓶，滴加完毕停止加热，不断搅拌使钠汞齐分散成小块，过滤除去矿物油，钠汞齐用石油醚洗涤后备用；（2）在带有恒压滴液漏斗、搅拌、回流冷凝管的干燥三颈瓶中，加入适量的步骤（1）新制的钠汞齐和适量干燥的苯类溶剂，在N2氛下，搅拌并缓慢升温至一定温度，将一定量十五碳二酸二酯溶于苯类溶剂形成的溶液滴加到三颈瓶中，滴加完毕后，保温反应一定时间，反应结束后，将反应液冷却至室温，过滤除去钠汞齐，滤液用水洗至中性，旋干溶剂得α-羟基环十五酮粗品。

3)制备一种高显色高压钠灯，包括陶瓷内管和烧结在陶瓷内管两端的两个瓷塞，所述瓷塞中部贯穿封接有铌管，所述铌管位于陶瓷内管内的一端焊接有电极，所述瓷塞的位于陶瓷内管内部的端面设置有凹孔，所述瓷塞的凹孔的底面和侧面热熔附着有钠汞齐面层。本实用新型通过设置凹形的瓷塞，使钠汞齐热熔附着在温度较高的凹孔内，有利于钠汞齐蒸发；同时瓷塞和铌管的封接处远离了高温电极，使用寿命长；并且陶瓷内管和瓷塞的烧结面积变大，连接更加牢固。

制备^[5]

高压钠灯钠汞齐的制备方法，包括如下步骤：

（1）准备工作：戴手套开启钠和氩气的净化设备；

（2）根据钠汞比及镍管的直径计算钠的重量。一般情况下F10mm镍管钠汞比在1：5以下，F1.5mm镍管钠汞比在1：2-1：5；

（3）将镍管放入操作箱，将汞倒入装汞杯；

（4）将用具放在电炉上加热去气；

（5）称取定量净化好的钠，放入反应杯，盖上盖子，将汞滴入滴汞器，然后按量滴入反应杯盖的入口；

（6）加热反应杯，反应2-3分钟，倒入汞齐瓶内，再加热5分钟；

（7）开真空阀放气3-5分钟，关阀，打开放气汽阀，将汞齐压入镍管；

关放气阀，取出镍管。

主要参考资料

[1] 中学教师实用化学辞典

[2] CN86203977钠汞齐的制备装置

[3] 金属钠的制备研究

[4] CN201610690516.2一种α-羟基环十五酮的制备方法

[5] CN201821676592.9一种高显色高压钠灯

[6] CN201611053142.X高压钠灯钠汞齐的制备方法