硝酸钠(英文名: 钠 nitrate),别名钠硝石、盐硝、智利硝石、粉硝,是钠的 无机化合物 硝酸盐 ,分子式为NaNO₃。 硝酸钠为无色无臭三方结晶或 菱形 结晶,或白色至微黄色细小结晶或粉末。味咸,略苦。其含有极少量氯化钠杂质时,潮解性急剧增加。硝酸钠密度为2.257~2.261g/cm³, 熔点 为306.8~308℃, 沸点 为653℃,加热至380℃分解。硝酸钠极易溶于 液氨 ,溶于水、 甲醇 、 乙醇 ,微溶于 丙三醇 和 丙酮 。
硝酸钠 可用作固体 推进剂 氧化剂 ,是 硝酸钾 、矿山炸药的原料;在玻璃、搪瓷工业中作脱色剂、澄清剂、氧化剂与 助熔剂 ;机械工业用作金属清洗剂,并用于配制黑色金属发蓝剂;冶金工业用于炼钢和铝合金热处理;轻工业用作香烟 助燃剂 ;医药工业用于 苄青霉素 培养基; 化肥工业 用作酸性土壤速效肥料; 分析化学 中用作化学试剂,也可作为熔融 氢氧化钠 的脱色剂。
硝酸钠粉尘会刺激呼吸道与皮肤,其在体内可还原为 亚硝酸钠 ,会导致血红蛋白变性,饮用水中含50~100mg/L硝酸钠时,血中变性血红蛋白会明显升高。操作时需穿戴工作服、防护口罩与 天然橡胶 手套,可用水、砂土及各类灭火器扑救,需避免 水溶液 接触易燃物品。 2017年5月11日, 硝酸钠 列入公安部编制的《易制爆危险化学品名录》(2017年版), 实施全环节严格管控。
理化性质
物理性质
硝酸钠为无色无臭三方结晶或 菱形 结晶,或白色至微黄色细小结晶或粉末。味咸,略苦。略有潮解性,几乎不结块,含有极少量氯化钠杂质时,潮解性急剧增加。密度2.257~2.261g/cm³。 折射率 1.5038(菱形晶), 熔点 306.8~308℃, 沸点 653℃。极易溶于 液氨 ,溶于水、 甲醇 、 乙醇 ,微溶于 丙三醇 和 丙酮 。溶解于水时吸热,在水中 溶解度 87.4g/100g。
化学性质
硝酸钠 生成热-468kJ/ 摩尔 。氧平衡按生成Na₂O和N₂计+47%。在380℃时开始分解成 亚硝酸盐 和 氧气 ,400~600℃时放出 氮气 和氧气,加热至700℃时放出 一氧化氮 ,至775~865℃时才有少量 二氧化氮 和 一氧化二氮 产生。分解残余物为Na₂O。分解速度随温度增加,当加热到1000℃以上时或与 还原物 特别是 氰化物 一起加热时,分解放出有毒的烟。与 硫酸 共热,则生成 硝酸 及 硫酸氢钠 。与盐类能起复分解作用。 硝酸钠 为 强氧化剂 ,有着火爆炸的危险,可摩擦着火。与 硫 和木屑、布、油类等 有机化合物 接触,能引起燃烧和爆炸。其主要分解反应式为:
应用领域
硝酸钠用于固体 推进剂 氧化剂 ,是制造 硝酸钾 、矿山炸药、 三硝基苯酚 、 染料 中间体的原料。玻璃工业中用于生产各种玻璃及其制品的泡剂、脱色剂、澄清剂及氧化 助熔剂 。搪瓷工业中用作氧化剂和助熔剂,用于配制珐琅粉。机械工业中用作金属清洗剂,也用于配制黑色金属发蓝剂。冶金工业中用作炼钢和铝合金热处理剂。轻工业中用于制造香烟的 助燃剂 。医药工业中用作 苄青霉素 的培养基。 化肥工业 中用作适于酸性土壤的速效肥料,特别适用于块根作物,如 甜菜 和萝卜等。 分析化学 中用作化学试剂,还用作熔融 氢氧化钠 的脱色剂。
制备方法
1)吸收法:将 硝酸 生产中排出的尾气(含NO+NO₂0.5%~1.5%)从吸收塔底通入,用相对密度为1.24~1.30、温度为25~60℃的纯碱(Na₂CO₃)溶液,从吸收塔的顶部淋下吸收气体中的 一氧化氮 ,得到中和液。将中和液送入转化器中,加入硝酸将 亚硝酸钠 转化成硝酸钠,转化反应温度维持在90~105℃,同时通入空气搅拌。转化后的溶液,用纯碱溶液中和游离酸,使碱度保持在0.3g/L以下,在常压蒸发至溶液 沸点 达123~125℃为止,经冷却结晶、离心分离、干燥,制得硝酸钠成品。其反应式如下:
反应过程放出的 一氧化氮 气体,可返回 硝酸 生产系统,制造硝酸。在 硝酸镉 、 硝酸钴 、 硝酸镍 、 硝酸银 等 硝酸盐 生产中,反应过程放出的氧化氮气体,工业上常用 氢氧化钠 (NaOH)溶液吸收,因其吸收速度较快,得到的中和液,用于生产 硝酸钠 。
2) 复分解反应 法:将50%~52%硝酸钙溶液和工业 硫酸钠 及循环的硝酸钠溶液加入带搅拌的反应器中,在搅拌下于50~55℃进行反应3~4h,用真空过滤机滤去 石膏 ,滤液再进一步过滤除去杂质,石膏用水洗涤后排出,洗水与滤液合并,一部分返回反应器稀释料浆,一部分蒸发浓缩,经冷却结晶、离心分离、干燥,制得硝酸钠成品。其反应式如下:
3)直接提取法:将钠硝石矿破碎至一定粒度,用淡水(或 胆巴 )喷淋堆浸,得到一定浓度的 硝酸钠 卤水,经冷硝分离 芒硝 ,把卤水送入盐田中进行日晒蒸发,待有钠硝矾(NaNO₃・Na₂SO₄・H₂O) 晶体 出现时,经过滤,得到含有钠硝矾的半成品。然后将半成品用一定量的卤水(或结晶母液)加热溶解,过滤除去杂质,滤液冷却结晶,离心分离、干燥,制得硝酸钠成品。母液返回用于加热溶解半成品。
安全事宜
GHS分类
参考资料:
毒理
硝酸钠 的毒性源于其在体内转化为 亚硝酸钠 。亚硝酸钠可导致 氧合血红蛋白 发生自 催化 氧化,生成 过氧化氢 和高铁血红蛋白。这种高铁血红蛋白水平升高的疾病被称为高铁血红蛋白血症,其特征是组织缺氧,因为高铁血红蛋白无法结合 氧气 。
健康危害
咳嗽、喉咙痛。
发红。
红肿、疼痛。
暴露后可出现腹痛、恶心、 腹泻 、头晕、头痛、意识混乱、抽搐、 昏迷 、呼吸困难,以及嘴唇、指甲和皮肤发绀等症状。
火灾隐患
硝酸钠 遇火会产生有毒的氮氧化物气体,加热至1000℃以上时会爆炸。
消防措施
小火应使用水灭火,禁止使用干粉化学品或泡沫, 二氧化碳 或 哈龙 仅可提供有限控制;大火则需从远处向火区大量喷水,若货物已受热切勿移动货物或车辆,在确保安全的前提下可将未受损的容器移至火区外;对于涉及储罐、铁路 罐车 或公路罐车的火灾,若为 硝酸铵 产品,切勿扑救货物火灾,应立即撤离并隔离至少1600米范围,按 爆炸物 处置,24小时内或专业人员给出建议前禁止进入该区域,同时应从最大距离处灭火或使用无人操作的主水流装置/监控喷嘴,持续大量喷水冷却容器直至火势完全熄灭后仍需继续,始终远离与火焰直接接触的储罐,若为大规模火灾则使用无人操作的主水流装置/监控喷嘴,若无法实现则撤离至安全区域让火自行燃烧。此外,若周边环境发生火灾,应使用合适的灭火介质。
急救措施
呼吸新鲜空气,休息。如有需要,请就医。
先用大量清水冲洗至少15分钟,然后脱下被污染的衣物再冲洗一次。
首先用大量清水冲洗几分钟(如果容易的话,取下隐形眼镜),然后就医。
漱口。就医。
意外泄漏应急措施
1、先拨打911,再拨打运输单据上的应急响应电话;若运输单据不可用或无人接听,参考封底内页所列的对应电话。
2、让无关人员远离泄漏区域。
3、保持在上风、上坡和/或上游位置。
4、进入密闭空间前先通风,且仅在经过适当培训和配备防护装备的情况下进行。
2、除非穿戴适当防护装备,否则不要接触受损容器或泄漏物料。
3、在无风险的前提下,尽可能切断泄漏源。
4、切勿让水进入容器内部。
用清洁的铲子将物料放入清洁、干燥的容器中并松散覆盖,再将容器移离泄漏区域。
使用 蛭石 或沙子等不燃材料吸收泄漏产品,并将其放入容器中以待后续处置。
在液体泄漏的前方筑堤,以便后续进行处置。
储存与运输
硝酸钠 用内衬 聚乙烯 塑料编织袋密封包装,包装上应有明显的“ 氧化剂 ”“防热”“防湿”标志。运输过程中要防雨淋和烈日曝晒,不得与纱布、纸张、油、糖、木屑、 硫 、 有机酸 、胺类和碱类及其他氧化剂共贮混运。贮存在阴凉、通风、干燥的库房内。