空投 1 噸或更多鈉到太平洋里，會發生什麼？

11-30

請看環保先鋒美軍行為藝術之：

如何把2萬磅 (9噸) 金屬鈉

扔到湖裡（感覺應該基本符合題目要求）

-----（渣畫質多圖）-----

簡單明了的標題

二戰時生產了太多的金屬鈉，打完仗還剩了好多。47年物資管理部門問了一圈，沒人敢要。於是領導決定，嗯，倒了

地點選在華盛頓州的一個鹽鹼湖（合理），Lenore湖。這樣的桶，一個桶裝了3500磅鈉。看一下好像也不是很大

這個時候應該是冬天，湖部分凍上了（很合理）。然後找了個懸崖，把桶一腳踹下去！

開始平平無奇。然後

boom～boom～boom～boom～boom～boom～

共產生超過4500立方米氫氣，氫氣又被點燃，

boom～boom～boom～boom～boom～boom～

火光已經讓白天的背景看起來像黑夜一樣了

吸引了路過的數名機車黨群眾駐足觀看，結果迎面撲來了一朵氫氧化鈉的雨雲。。。

政府後來掏錢給這些機車補了漆

那是個浪漫的時代。

現在這個湖還好好的在那（反正之前也沒啥生物）。

視頻來源：油管搜索 dumping sodium。輔以二戰風格的解說和配樂，是我最喜歡的實驗室安全教學材料。

在一個風和日麗的上午，題主駕著自己的私人小飛機，從不知名廠商贊助的航母上起飛，艱難的來到了太平洋的正中央，空投下了一噸的金屬鈉——

轟的一聲巨響，題主手持的攝像機畫面猛地一抖。巨大的水霧升起，海面開始沸騰爆炸。一立方米的銀色鈉球漂浮在水面不斷翻滾（金屬鈉的密度略低於水），巨大的水汽鋪天蓋地。氫氣爆炸燃燒發齣劇烈的火花，配著波光粼粼的海面，長天一色，熠熠生輝，煞是好看。

當然了，考慮到空投的高度，你可以得到一個漂亮的水花。

或者，如果空投的位置足夠高，那麼鈉球在空中可能就會燃燒了起來，變成一個火球。

再或者，如果撤離的不夠及時，那麼不論是被爆炸的火花所擊中，還是被充滿氫氧化鈉的水霧所侵蝕，題主的小飛機都命途多舛。

但總體而言，並不會有其它什麼大事發生。

鈉和水反應生成氫氧化鈉和氫氣，氫氣進一步燃燒成水，總的反應是：

4Na + 2H2O(l) + O2(g) = 4NaOH(a)

對於1 mol的Na，放出能量為400kJ，那麼一噸的話，有約4x10^4mol，就是1.6x10^7kJ，也就是大約4x10^6Cal。這麼多熱量，可以讓50噸的水從20攝氏度加熱到100攝氏度，或是8噸的水從100攝氏度氣化。這麼點熱量，最多也就是將一小塊區域內的海藻和小魚小蝦給煮熟，對於整個海洋來說還沒有一場暴雨來的激烈。

而所生成的，4x10^4mol的NaOH，充其量讓局部地區的pH異常升高，對於整個海洋來說同樣是滄海一粟。

不夠過癮啊？

既然題主說了，一噸不夠換十噸，十噸不夠一百噸。一兩個數量級沒什麼意思，我們直接突破自然限制，先加到一百萬噸看看好了，也就是一個邊長一百米的鈉立方體。

10^6噸的鈉，產生的熱量足以讓將近一立方公里的的海水水溫上升5攝氏度。雖然依舊不足以撼動整個太平洋，但對於區域，尤其如果這一塊剛好是生態密集的珊瑚礁等區域而言，已然是致命的打擊。而另外一方面，反應產生了4x10^10mol的NaOH。這是什麼概念呢？如果放在純水裡面，也就是40個立方公里的水體，pH可以直接變成14。當然海水作為強緩衝液，影響要相對而言弱很多。對於整個大洋而言，這麼點鹼當然算不了什麼。但在其擴散的過程中，所到之處，生靈塗炭。

還不過癮嗎？

那我們直接開腦洞玩點大的吧。

10^9噸的鈉：直接把海水兌成鹼性，從此再也不怕海洋酸化啦！（當然海洋生物也死光啦！）

10^12噸的鈉：全球的海洋變成一鍋火熱的濃湯，天然強鹼性化屍水，我只選太平洋！

10^15噸的鈉：先不急著扔到海里，慢慢的等它氧化掉的話，可以耗盡整個地球的氧氣哦！

10^18噸的鈉：好啦，整個地球的水都變成氫氧化鈉啦！

10^21噸的鈉：你創造了一個地球！稍微從高一點的地方扔下來，整個太陽系都會為之矚目！

……

10^40噸的鈉：天吶，我看不到它……！

註：

1. 被邀請回答這道題的時候基本上沒什麼人關注，所以也沒有太認真的考據，想著從趣味性的角度出發可能會有更多的人感興趣（事實上一天之後已經有115個答案了，計劃通~）。科學性上可能有一些疏漏，懇請指正，大的問題我會盡量修改。

2. 本題後半部分主要考慮的都是熱力學而非動力學的問題，即不考慮爆炸有多猛烈而只考慮總能量的釋放，一方面是因為熱力學的數據更好計算，動力學受到的影響因素太多；另一方面則是因為對於太平洋這麼大的體量而言這種爆炸並沒有什麼太大的影響，而施放能量數量級上的直觀感知更有科普的價值。

3. 文中所有計算都只保留一位有效數字，所有比較都只考慮數量級大小，錯個300%我都毫不意外，所以請不要跟我糾結一立方米的鈉是968kg而非一噸了，這種基本的問題我答題前還是會搜一下的，好歹我圖裡面畫的鈉球是漂浮在水面的好嘛~

巨浪，巨浪，不斷地增長。

樓主並沒有說明空投的一噸鈉是什麼狀態的，這裡暫且假設樓主指的是「一塊一噸重的鈉」。

※首先絕不是簡單地「浮游熔響紅」。

當你把一噸鈉放入太平洋時，

1、浮在水面：會，鈉在室溫下的密度是0.968g/cm3，小於水的密度。

2、四處遊動：不會，只有體積較小的鈉塊與水反應時才會出現此現象。原理是鈉與水接觸的表面反應產生氫氣，氫氣泡貼著鈉塊表面上浮，產生對鈉塊水平的推力。而較大的鈉塊反應時產生的氫氣較多，推力之間就互相抵消了。這個和布朗運動中較小的微粒比較大微粒運動更劇烈的原理是一樣的。

3、熔成球狀：不會。體積較小的鈉塊與水反應才會出現此現象，原理是鈉與水接觸的表面反應產生氫氣，和上一條一樣，氫氣泡貼著鈉塊表面上浮，導致鈉塊自身旋轉，同時繼續反應，最終形成球狀。而較大的鈉塊反應時，由於和上一條一樣的原因，不會旋轉，所以鈉塊會熔化，但不會形成球狀。

4、發出響聲：會，但不是嘶嘶那樣的聲音，而是一連串清脆的爆炸聲。

5、海水被染紅：不會。前提是你能逃過你父母，化學老師，環境學家，海警的追殺。

※除此之外會發生的現象：

1、發生劇烈爆炸。

剛才看到有答主說淡藍色火焰安靜在燃燒。

？？？？？

絕無可能。但是能想到反應生成氫氣，且因為反應大量放熱，氫氣會被點燃這一點已經不錯了。只是要注意只有在氫氣純凈的條件下才能看到淡藍色火焰安靜地燃燒這個現象。不純的氫氣被引燃時會發生爆炸。

（評論中有知友提到了「庫倫爆炸」這個概念，很遺憾我對此一無所知。如果有想知道的同學看看這個吧：https://www.zhihu.com/question/63797488/answer/213079292）

2、爆炸火星四射。

高溫熔融的鈉隨著爆炸四處飛濺。這是這次反應最危險之處。

3、產生蘑菇雲。

反應生成的高溫氫氧化鈉與空氣接觸，使空氣中的水分凝結，產生的雲霧擴散開來，會形成蘑菇雲。

※看到有的答主提議把鈉改成銫，想順便科普一下，

在鹼金屬單質中，鈉與水反應時現象最明顯，爆炸最劇烈。

的確，銫比鈉要活躍，它更加不穩定，反應也更劇烈，但是這不代表現象會更明顯。

首先，銫在室溫下密度為1.8785g/cm3，在反應時，銫會很快沉入水中，反應產生的熱衝擊被水大量吸收，因此不會有明顯的現象。鈉與水的反應雖然不如銫那麼劇烈，但它能夠以正合適的速度生成足夠的氫氣並將其引燃，造成相當可觀的爆炸現象。

而其它的鹼金屬都做不到鈉這樣的反應現象：鋰反應太慢；鉀雖然密度更小，但是反應太快，還沒等氫氣被完全點燃就結束了；銣和銫密度大，會沉入水中。

大家對於鹼金屬單質與水反應周期越高爆炸越劇烈的誤解可能是從這個視頻來的：

鹼金屬（鋰、鈉、鉀、銣、銫）與水反應

這段視頻出自一檔來自2004年英國的科普節目。在視頻中，實驗者分別使用鋰、鈉、鉀、銣、銫與水進行反應，其中銣與銫造成了巨大的爆炸，將實驗用的浴缸炸裂，激起了很大的水花，很壯觀吧？這個視頻的確給人以很強的視覺衝擊。但事實真的如此嗎？請看這個闢謠的網站：

Brainiac 「Fraud」「Slammed」 In The Evening Standard And The Independent

給英文不好的同學提供一下便利，我擇出的這段話出自上邊的網站，請看：

But in a 2004 episode, the producers compromised. Explaining what happened when the metals were put in the bath, a crew member said: 「Absolutely bloody nothing. The density of caesium ensured it hit the bottom of the bath like a lead weight. The volume of water then drowned out the thermal shock. They could not go home empty-handed. So they rigged a bomb in the bottom of the bath.」

是的，實驗者在浴缸底部安裝了炸藥，「製作」出了壯觀的水花。怎麼說呢，作為一個科普節目，這麼做真的很過分。也許他們只是想提醒人們鹼金屬很危險，但偽造實驗結果是決不可取的。

※「鈉與水反應的現象是浮游熔響紅」，這是很常見的誤解，讓很多同學誤以為鈉並不危險。當鈉的體積較小的時候，鈉與水的反應的確是這個樣子。上實驗課的時候，老師會強調一定要選「綠豆大小」的鈉塊來進行試驗。這是因為如果你選了一塊蠶豆大小的鈉來做實驗就會發生這樣的現象：

這同樣是鈉與水的反應，但你有看到「浮游熔響紅」的現象嗎？（請注意，這是極其危險的操作，請不要輕易在家模仿。）

※我的回答到此結束，謝謝大家看到最後。

看到這個想起來，以前初中化學老師在一次實驗課上，把原來要拿的磷拿成了鈉（不要問我怎麼拿錯的我也很無奈啊），他發現拿錯了，就叫我們注意看。然後……隨手扔進了裝水的燒杯裡面，然後……就爆炸了！！！！很大一塊啊不是像後來做實驗那種小小的一粒，感謝我們膽大心細的化學老師讓我從那以後一直對鈉有種恐懼感
所以應該怕是會爆炸哦
初中的時候確實是做過這些實驗呀~不過像磷這種老師覺得危險沒讓我們自己動手

空投鈉是吧，那麼，這塊鈉可能不會直接浮在水面上，因為動能的存在，鈉會向水裡下沉一段時間，參考向水池裡扔一個沒裝滿水的瓶子，瓶子會向水下沉一段距離，我想你的胳膊做的功應該比不過重力勢能。

為了討論方便，我們不妨假設這塊鈉是一個球體。

但是，有一個現象不能忽視，那就是撞向液體的固體越快，這塊固體受到的力越大，試試慢慢把手浸潤到浴缸的水裡和用力打下去。

考慮到鈉的軟，所以這塊鈉球可能會變成一塊餅，然後在阻力作用下漂起來，不敢拿鈉的同學可以用稍微留點空氣的裝水氣球扔向水盆觀察現象。

那麼，扔下去之後，我們就要考慮鈉與海水的反應。

在此之前，先說一個概念，電勢，這是電池的重要原理之一。

電勢可能不好懂，那我換個說法，氧化性，還原性，這個說法相信高中學過化學的人應該都懂，電勢就是把這種性質量化的說法（很不嚴謹，注意），對應的是氧化電勢和還原電勢。

把一塊金屬泡在水裡，金屬表面的原子的活潑電子處於一種蠢蠢欲動的狀態，它們想跑到溶液里（還原性）；水裡的氫離子也有要電子的空虛寂寞冷的感覺（氧化性），所以，問題來了。

對於鐵與鋅，他們對水不敏感，因為水裡的氫離子量不過在10∧-8到10∧-6之間罷了。然而鈉不一樣，它可以把水裡那些少得不能再少的氫離子拿出來。

（具體計算涉及標準電勢和能斯特方程，如果你看到這段話，我可能還在計算）

讓我們繼續說，鈉與水反應會爆炸，許多人包括大部分老師都說：「這是氫氣被點燃的結果。」

「凈踏馬扯氮！那點氫氣濃度還不到爆炸極限，炸個屌！」

還記得我們上面提到的么，電勢。

鈉如果給出了電子，那麼鈉原子就會變成離子掉到水裡，但是，問題又來了。

鈉的電子跑的太快，出現了這樣的情況：鈉餅的表面還有一些鈉離子沒跑到水裡，水裡還有一些電子沒來得及與氫離子結合。

是的，鈉在液氨里也可以給出電子與氨分子結合（氨合電子），藍色的。

「鈉和濃鹽酸反應更溫和。」這是一個競賽輔導告訴我們班化學王的一句話。

這裡出現了另一個概念，電勢差（高中物理里提到過的和這裡的是一個玩意兒，沒學過電化學可能要轉個彎）。

電子與氫離子之間有電勢差，就會生成氫原子，氫原子成鍵形成氫氣分子，放出能量。水溶液氧化還原反應的推動力之一就是消除電勢差，電池的經典原理

然而鈉與水這個過程不像電池那麼溫和這股能量甚至可以讓鈉被點燃！沒注意鈉爆炸時候周圍有一些火花么？你跟我說那是氫氣燒出來的！

所以，這裡有一個問題，鈉餅表面聚集了一大堆沒來得及去水裡的鈉離子，他們之間的斥力太大，就炸了！

所以，因為電子被濃鹽酸里的氫離子吃掉，鈉離子可以在氯離子的作用下更快的跑到溶液里。

「阿老師，為什麼高濃度酸溶液里也充斥著大量陽離子而不會炸啊？」

有陰離子陪它，溶液處於電中性狀態當然大膠布了，況且，那點濃度和這塊鈉餅的陽離子濃度差了幾個數量級！

看來化學不能拋開物理啊。

開始考慮爆炸之後的場景吧。

在煙霧散去之後，一切似乎都是那麼祥和，因為1噸鈉不過10∧6克，差不多是4.4×10∧4 mol的氫氧化鈉罷了，拿1000升的水一衝，把上面那個4變成1就是氫氧化鈉的物質的量濃度，況且太平洋的水不知有幾個1000升。

好了，都看到這兒了，該有結論了：

可愛的題主把一枚一噸重的鈉球拿到了太平洋海面上，為了不讓它被氧化，他一腳把它踢了下去，然後開啟了寫輪眼全程觀賞。

鈉球先是噗的一聲變成了一塊餅，然後氣體從鈉餅的周圍滲出，在題主疑惑：「為什麼不是融化成一顆小球」的時候，伴隨衝天的巨響和幾丈高的煙霧，鈉餅已經因為庫倫爆炸變成了一朵燦爛的黃色煙花，煙霧散去，除了幾隻死魚浮在水面上，什麼都沒有了。

沒了，感謝你看到這裡。

浮熔游響紅？

感謝評論區里的幾位同學.
沒錯，紅是海洋動物的血.

我來歪個樓，

各位請注意價格。注意價格。注意價格。。。

有那麼多鈉，分我一噸好么，我賣了，在大上海買棟。房。。。

我覺得要是打成鈉粉投放一定更爽。。。

太平洋中的小魚兒吧唧著嘴：真咸啊，真閑。

評論區的小哥哥小姐姐們，氫氧化鈉我確實沒品嘗過不知道箇中滋味（有些問題下面嘗過的答主好多，似乎還有趣什麼的，感覺這並不有趣），可是題主扔了點兒鈉進去太平洋就不咸了嗎（銀鈴般的笑聲），啊，可能小魚兒吸慣了應該不覺著咸吧。

子非魚，安知魚之不咸耶？

鈉已浮，並發出"滋呲"的聲音。

年輕的題主呦，你掉的是這一噸金的鈉，還是這一噸銀的鈉，亦或是這一噸普通鈉呢？

給樓上@朱然的回答配個鏈接，看看美帝是怎麼暴力炸魚的：

9噸鈉投入湖水鈉與水反應

當年做完化學實驗，一個哥們兒從實驗室里偷了一塊鈉。這哥們兒比較貪心，偷了一塊大的，用油紙包著揣到褲兜裡帶走了。在教室里偷偷把玩之後，不知道怎麼處理好。後來聽說他把鈉丟到了廁所里。
那時候學校的廁所還是旱廁。就是那種，人蹲在一條溝上。前方機槍掃射，後方菊花轟炸。大便最後順著溝滑到廁所後面的糞坑裡那種。
等我知道這事的時候，只是遠遠的看到廁所上空籠罩著一片雲。。。

歪個題。
這讓我想起上初中時，一幫化學狂熱分子從實驗室偷走一瓶鈉，全年級緊急開會。以我校嚴厲的校風，談戀愛都處分，廁所有黃跡都扣分的學校，正常來說，這種事件是足夠開除幾次的。
結果，年級長開會說，大家啊，要注意安全，放學後，拿了鈉的同學請偷偷的（假裝不知道）放在辦公室窗檯去，我們既往不咎，就當沒有發生。。沒有發生??!…#+=#%
後來鈉確實歸換了。

又過了一段時間，一間空課室里，發生了爆炸，原因是，某幾位同學買了些化學原料製造某氣體，在充入空打火機的時候，發生了爆炸。。。

後來，這些狂熱分子大部分好像都選了讀化學，不知道他們現在可好。

送分題啊，浮游熔響紅啊

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尷尬，過了一年居然連審題都不會了。
感謝評論區指出。
順便贊一下知乎大佬很強

這個問題的閹割版我的學生做過。他們把從學校「拿」出來的一大塊鈉（讀書人的事怎麼能叫偷），投入到了家邊上公園的河裡。之後，據當時晨練的大爺大媽反應，「一聲巨響，好像還有人看到了蘑菇雲」。
現在我們簡單對比下，軍用炸藥環三亞甲基三硝胺1kg的反應熱是6000多kj。1kg金屬鈉與水反應的熱量是10000多kj，基本上化學反應的劇烈程度和反應熱效應粗略掛鉤，所以1噸鈉投入海水裡和2噸航空炸彈的效果應該是一樣的（基本相當於4枚航空炸彈）。
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這裡其實是粗略比較，有些人說要考慮氫氣點燃的熱量，說的對。那樣還要考慮環三亞甲基三硝胺的炸速吧，軍用炸藥的炸速基本都有8000米每秒，TNT也就4000米每秒，鈉的炸速沒數據，但考慮到沒用他做炸藥，估計炸速也快不到哪去，所以就粗略當成2噸炸藥吧。

美帝不知道往太平洋里扔了多少個百萬噸當量的核彈了，太平洋還是好好的在那.......

高中化學課代表，手機略答一下：

因為高贊答案直接給出了視頻和文字記錄，這個問題其實已經可以over了，但還有一點值得注意。

形狀，絕大多數人默認形狀是立方體或者其他坨狀，其實這裡面還是有可做的文章的，化學反應的速率跟反應物的接觸面積密切相關，比如，如果是一個原子厚度的的鈉金屬箔，這個面積會很大，平平落向海面，那種視覺效果大概相當於尿到紅熱的鋼板上，嚓地騰起一片白霧，聲音很好聽

再比如，如果是有一定厚度的鈉金屬板，平平砸向海面，中心部位反應產生的氫氣會突地將這塊板子掀翻，如果海平面極平，金屬板平衡極好，鈉板純度極高，這塊板子會平平蹦起來，底下拖著白色的蒸汽，然後落下來，繼續蹦，蹦蹦蹦……

還有更好玩的就是長長的鈉金屬管垂直落下，不管採取什麼手段讓它始終保持垂直，因為鈉比水輕，所以會始終有一截在海面以上，管子底部產生的氫氣會沿管道噴出來，然後就像氣焊一樣燃燒起來，也就是這個管子在噴藍火，再然後管子上端會受熱燃燒，發出明亮的黃光，形成一個巨大的海上蠟燭

如果形狀是比較複雜的螺旋狀，會變成一個旋轉煙花，諸如此類吧，總之鈉跟水的反應並不算劇烈，這個過程受形狀影響可長可短，也基本上是可控的。

從形狀上做文章可以跟一些物理現象並行產生很多有趣的奇觀，這麼大塊鈉呢，只看個火苗太浪費了，都對不起你吸進去的氫氧化鈉蒸汽

古希臘人看到了這一幕，於是就有了傳說，烏拉諾斯被閹割後，巨大的丁丁划過天空，掉入大海，大海泡沫翻滾，阿芙洛狄忒從中誕生。