A. 鈉鉀合金特性
鈉鉀合金是一種在特定質量比1:3下表現出獨特特性的物質,其熔點低至-10℃,在常溫下保持液態狀態,顯示出良好的低溫流動性。作為乾燥劑,它展現出顯著的乾燥效率,只需2-3小時即可將THF乾燥至二苯甲酮變藍,用於迴流操作。
在氣體處理方面,通過將氬氣通過鈉鉀合金,可以有效去除其中的氧和水,達到ppm級的凈化效果。然而,鈉鉀合金具有極高的活性,危險程度與丁基鋰相當,必須在惰性氣體的保護下進行使用和儲存,操作方法與丁基鋰相似,且需注意其鹼性強,避免與磨口塞直接接觸以防止粘連。
在制備過程中,必須清除金屬鈉和鉀表面的氧化物,以免過氧化物或超氧化物引發爆炸。處理剩餘的合金時,需將其懸浮在THF中,保持惰性氣體保護並冷卻至冰鹽浴,然後逐滴加入環己醇直至合金完全消耗。
鈉鉀合金具有易燃和遇水易燃的危險特性,因此存儲時需在通風、低溫、乾燥的環境中,遠離氧化劑、鹵素和強酸。在火災情況下,應使用乾粉、干砂或干石粉滅火。由於其作為鹼金屬合金的特性,76%鉀與24%鈉的合金在-12.6℃凝固,使得它在原子反應堆中作為導熱劑應用。
操作時需要的工具包括燒杯、試管、玻璃棒、煤油以及鈉和鉀,具體步驟包括從煤油中取出金屬,去除表面煤油和氧化層,然後按照預設的比例迅速混合並用玻璃棒擠壓,形成銀白色的鉀鈉合金液態。
B. 為什麼鉀鈉合金常溫下是液態
鉀鈉合金常溫下是液態的原因是鉀鈉合金熔點低,約為-11℃。
金屬固溶體中兩種金屬互為溶劑,所以金屬原子間原有的有序結構被打破,因為不同原子的尺寸大小不一,所以合金中金屬原子排列不再有序,金屬鍵變弱,熔點變低。
金屬互化物就是形成一種新的化合物其結構固定,有序,並且組成穩定,屬於一種新物質,因此熔點需要看新物質的特性。
鉀鈉合金是液態的,不是一般常見的為了增強金屬硬度而組合的合金。可以作為乾燥劑、除氧劑、還原劑使用,但因為造價較昂貴,除特殊需要外不常用。而鈉鉀合金屬於金屬互化物,但是這種合金形成的鈉鉀化合物分子間的作用力很弱,所以熔點更低。
另外,不同配比的鈉鉀合金熔點是不一樣的。