鈉(Natrium)是(shi)一(yi)(yi)種(zhong)金屬(shu)元(yuan)素,元(yuan)素符號(hao)是(shi)Na,英文名(ming)Sodium。在周期表(biao)中位于第3周期、第ⅠA族,是(shi)堿金屬(shu)元(yuan)素的(de)代表(biao),質(zhi)地柔(rou)軟,能與水反應生成氫(qing)氧化鈉,放出氫(qing)氣,化學性質(zhi)較活(huo)潑。鈉元(yuan)素以鹽的(de)形式廣泛的(de)分(fen)(fen)布于陸地和海洋中,鈉也是(shi)人體肌肉組織和神經組織中的(de)重(zhong)要(yao)成分(fen)(fen)之一(yi)(yi)。
伏特在19世紀初發(fa)明了電(dian)(dian)(dian)池后,各(ge)國化學家(jia)紛紛利(li)用(yong)電(dian)(dian)(dian)池分解水(shui)(shui)成(cheng)功。英國化學家(jia)漢弗里(li)·戴維堅持(chi)不(bu)懈地從事于利(li)用(yong)電(dian)(dian)(dian)池分解各(ge)種物(wu)質的(de)(de)實驗研究。他(ta)希(xi)望利(li)用(yong)電(dian)(dian)(dian)池將苛(ke)(ke)性鉀(jia)分解為(wei)氧(yang)氣和(he)(he)一(yi)種未知的(de)(de)“基”,因(yin)為(wei)當時(shi)化學家(jia)們認為(wei)苛(ke)(ke)性堿是氧(yang)化物(wu)。他(ta)先(xian)用(yong)苛(ke)(ke)性鉀(jia)(氫(qing)氧(yang)化鉀(jia))的(de)(de)飽(bao)和(he)(he)溶液(ye)實驗,所得(de)(de)的(de)(de)結果卻和(he)(he)電(dian)(dian)(dian)解水(shui)(shui)一(yi)樣,只得(de)(de)到(dao)氫(qing)氣和(he)(he)氧(yang)氣。后來他(ta)改變實驗方法,電(dian)(dian)(dian)解熔融的(de)(de)苛(ke)(ke)性鉀(jia),在陰極上出(chu)現了具有(you)金(jin)(jin)屬(shu)光澤的(de)(de)、類似水(shui)(shui)銀的(de)(de)小(xiao)珠,一(yi)些(xie)小(xiao)珠立即燃燒并發(fa)生(sheng)爆炸,形成(cheng)光亮(liang)的(de)(de)火(huo)焰(yan),還有(you)一(yi)些(xie)小(xiao)珠不(bu)燃燒,只是表面(mian)變暗,覆蓋著(zhu)一(yi)層白膜。他(ta)把這(zhe)種小(xiao)小(xiao)的(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)顆粒投入水(shui)(shui)中,立即冒出(chu)火(huo)焰(yan),在水(shui)(shui)面(mian)急速奔(ben)躍,發(fa)出(chu)刺(ci)刺(ci)的(de)(de)聲音。就這(zhe)樣,戴維在1807年發(fa)現了金(jin)(jin)屬(shu)鉀(jia),幾天之后,他(ta)又從電(dian)(dian)(dian)解碳酸(suan)鈉中獲得(de)(de)了金(jin)(jin)屬(shu)鈉。
戴維將鉀和(he)鈉(na)(na)分(fen)別(bie)命名(ming)為(wei)Potassium和(he)Sodium,因為(wei)鉀是(shi)從草(cao)木灰(Potash),鈉(na)(na)是(shi)從碳酸鈉(na)(na)(Soda)中得(de)到的(de),它們仍然保(bao)留在英(ying)文中。鉀和(he)鈉(na)(na)的(de)化學符號(hao)K、Na分(fen)別(bie)來自它們的(de)拉丁(ding)文名(ming)稱(cheng)Kalium和(he)Natrium。
鈉(na)為銀(yin)白色立方體結構金(jin)屬,質軟而(er)輕(qing)可用小刀切(qie)割(ge),密度比水小,為0.968g/cm3,熔點97.72℃,沸(fei)點883℃。新切(qie)面有(you)銀(yin)白色光澤(ze),在(zai)空氣中氧化轉變為暗灰色。鈉(na)是(shi)熱和(he)(he)電的良導體,具有(you)較好的導磁(ci)性(xing),鉀(jia)鈉(na)合金(jin)(液(ye)(ye)態)是(shi)核(he)反應堆(dui)導熱劑。鈉(na)單(dan)質還具有(you)良好的延展性(xing),硬度也低,能(neng)夠(gou)溶于汞和(he)(he)液(ye)(ye)態氨,溶于液(ye)(ye)氨形(xing)成藍(lan)色溶液(ye)(ye)。在(zai)-20℃時(shi)變硬。
已(yi)發現的鈉的同(tong)位素共有22種,包括(kuo)鈉-18至鈉-37,其中只有鈉-23是穩定的,其他(ta)同(tong)位素都帶有放射性。
鈉的化(hua)學性質很活潑,常溫(wen)和加熱時分別(bie)與氧氣化(hua)合(he),和水劇(ju)烈反應(ying)(ying),量大時發生爆炸。鈉還能在二氧化(hua)碳中燃燒,和低(di)元醇反應(ying)(ying)產(chan)生氫氣,和電離能力(li)很弱的液(ye)氨也(ye)能反應(ying)(ying),具有抗腐蝕性。
鈉(na)原(yuan)(yuan)子(zi)的最外層只有(you)1個電子(zi),很容易失去,所以(yi)有(you)強還(huan)原(yuan)(yuan)性(xing)(xing)。因此,鈉(na)的化(hua)學(xue)性(xing)(xing)質(zhi)非(fei)常(chang)活(huo)潑,能(neng)夠(gou)和(he)大(da)量無機物,絕大(da)部(bu)分非(fei)金屬單質(zhi)反應和(he)大(da)部(bu)分有(you)機物反應,在(zai)與其(qi)他(ta)物質(zhi)發生氧化(hua)還(huan)原(yuan)(yuan)反應時(shi),作還(huan)原(yuan)(yuan)劑,都是(shi)由0價升為(wei)+1價(由于ns1電子(zi)對),通常(chang)以(yi)離子(zi)鍵和(he)共(gong)價鍵形式結合。金屬性(xing)(xing)強,其(qi)離子(zi)氧化(hua)性(xing)(xing)弱(ruo)。
測定有(you)(you)機物(wu)中的氯(lv)。還(huan)原和(he)氫(qing)化有(you)(you)機化合物(wu)。檢驗有(you)(you)機物(wu)中的氮、硫、氟。去除有(you)(you)機溶(rong)劑(苯(ben)、烴、醚)中的水分。除去烴中的氧、碘(dian)(dian)或氫(qing)碘(dian)(dian)酸(suan)等雜質。制備鈉(na)汞齊、醇化鈉(na)、純氫(qing)氧化鈉(na)、過氧化鈉(na)、氨基(ji)鈉(na)、合金、鈉(na)燈、光電池,制取活潑金屬。
鈉(na)是人(ren)體(ti)中一種(zhong)重要無機元素(su),一般情況下(xia),成(cheng)人(ren)體(ti)內鈉(na)含(han)量大(da)約(yue)為3200(女)~4170(男)mmol,約(yue)占體(ti)重的0.15%,體(ti)內鈉(na)主要在(zai)細胞外(wai)液,占總體(ti)鈉(na)的44%~50%,骨骼中含(han)量占40%~47%,細胞內液含(han)量較低(di),僅占9%~10%。
1、鈉是細胞(bao)外液(ye)中帶正電(dian)的(de)主要(yao)離(li)子,參與水(shui)的(de)代謝(xie),保證體內(nei)水(shui)的(de)平衡,調節體內(nei)水(shui)分與滲透(tou)壓。
2、維(wei)持體(ti)內酸和(he)堿的平衡。
3、是胰(yi)液、膽汁、汗和淚水的(de)組成成分。
4、鈉對ATP(腺嘌呤核苷(gan)三磷酸)的生產(chan)和利(li)用、肌肉運動、心血管功能、能量代(dai)謝(xie)都(dou)有關系,此外,糖代(dai)謝(xie)、氧(yang)的利(li)用也需有鈉的參與。
5、維持血壓正常。
6、增(zeng)強神經肌(ji)肉(rou)興奮性。
人體(ti)鈉(na)(na)的(de)主要(yao)來源(yuan)為食物。鈉(na)(na)在小(xiao)腸上部吸(xi)(xi)收,吸(xi)(xi)收率極(ji)高,幾乎可全部被(bei)吸(xi)(xi)收,故糞便中(zhong)含鈉(na)(na)量(liang)很少。鈉(na)(na)在空(kong)腸的(de)吸(xi)(xi)收大多是被(bei)動性的(de),在回(hui)腸則大部分是主動的(de)吸(xi)(xi)收。鈉(na)(na)與鈣(gai)在腎小(xiao)管內的(de)重(zhong)吸(xi)(xi)收過程發(fa)生競爭,故鈉(na)(na)攝入(ru)量(liang)高時(shi),會相(xiang)應減少鈣(gai)的(de)重(zhong)吸(xi)(xi)收,而增加(jia)尿鈣(gai)排(pai)泄。因尿鈣(gai)丟(diu)失約為鈣(gai)潴留(liu)的(de)50%,故高鈉(na)(na)膳食對鈣(gai)丟(diu)失有很大影響。
高溫、重體(ti)力勞動、經常出汗(han)的人(ren)需要注(zhu)意補(bu)充鈉(飲用淡鹽水等)。
鈉(na)普遍存在于各種食(shi)物(wu)中,一(yi)般(ban)動物(wu)性(xing)食(shi)物(wu)高(gao)于植物(wu)性(xing)食(shi)物(wu),但人體(ti)鈉(na)來源主要為食(shi)鹽(yan)、以及加工、制備食(shi)物(wu)過程中加入的鈉(na)或含(han)鈉(na)的復合(he)物(wu)(如谷氨酸、小蘇打等),以及醬油、鹽(yan)漬或腌制肉或煙熏食(shi)品(pin)、醬咸(xian)菜類、發(fa)酵(jiao)豆(dou)制品(pin)、咸(xian)味(wei)休閑食(shi)品(pin)等。
人體內鈉(na)(na)(na)在(zai)一般(ban)情況下不(bu)易缺(que)乏、但在(zai)某些(xie)情況下,如(ru)禁食(shi)、少食(shi),膳食(shi)鈉(na)(na)(na)限(xian)制過(guo)嚴而(er)攝(she)入非常低時(shi),或在(zai)高溫、重體力勞動(dong)、過(guo)量(liang)(liang)出(chu)汗、腸胃(wei)疾病(bing)、反復嘔吐、腹瀉使鈉(na)(na)(na)過(guo)量(liang)(liang)排出(chu)而(er)丟失(shi)時(shi),或某些(xie)疾病(bing),如(ru)艾迪生病(bing)引(yin)起(qi)(qi)腎不(bu)能(neng)有效(xiao)保留鈉(na)(na)(na)時(shi),胃(wei)腸外營(ying)養缺(que)鈉(na)(na)(na)或低鈉(na)(na)(na)時(shi),利尿(niao)劑的使用而(er)抑制腎小管重吸收鈉(na)(na)(na)時(shi)均(jun)可(ke)引(yin)起(qi)(qi)鈉(na)(na)(na)缺(que)乏。鈉(na)(na)(na)的缺(que)乏在(zai)早期癥狀不(bu)明顯,倦怠、淡漠(mo)、無(wu)神(shen)、甚至起(qi)(qi)立(li)時(shi)昏倒。失(shi)鈉(na)(na)(na)達0.5g/kg體重以上(shang)時(shi),可(ke)出(chu)現(xian)惡(e)心、嘔吐、血壓下降、痛性肌痙攣(luan),尿(niao)中(zhong)無(wu)氯化物檢出(chu)。
正常情(qing)況下,鈉攝入(ru)過多并不蓄積,但某些特殊(shu)情(qing)況下,如誤將食鹽當食糖加(jia)入(ru)嬰(ying)兒(er)奶(nai)粉中喂養,則可引起中毒甚(shen)至死(si)亡。急性中毒,可出現水腫、血(xue)壓上(shang)升、血(xue)漿膽固醇升高、脂肪(fang)清除率降低、胃黏膜上(shang)皮細胞受損(sun)等。鈉的適宜攝入(ru)量(AI)成人為(wei)2200mg/d。
浸放于液體石(shi)蠟、礦(kuang)物(wu)油(you)和苯系物(wu)中(zhong)(zhong)密封保存(cun)(cun)(cun),大量通常儲存(cun)(cun)(cun)在(zai)鐵桶中(zhong)(zhong)充氬氣密封保存(cun)(cun)(cun)。金(jin)屬(shu)鈉(na)(na)不能(neng)保存(cun)(cun)(cun)在(zai)煤(mei)油(you)中(zhong)(zhong)是因為(wei)與煤(mei)油(you)中(zhong)(zhong)的(de)(de)有(you)機酸等物(wu)質反應成(cheng)有(you)機酸鈉(na)(na)等物(wu)質(呈黃色)附著在(zai)鈉(na)(na)表面。當保存(cun)(cun)(cun)在(zai)石(shi)蠟油(you)中(zhong)(zhong)時,空氣中(zhong)(zhong)的(de)(de)氧氣也會進入石(shi)蠟油(you),使金(jin)屬(shu)鈉(na)(na)的(de)(de)表面變灰,形(xing)成(cheng)氧化物(wu)膜。
在純度(du)要求不高的少量(liang)保存(cun)時可用(yong)煤(mei)油(you)浸(jin)泡,如(ru)實驗室保存(cun)。貯于陰(yin)涼干燥處,遠離火種、熱源。少量(liang)一般保存(cun)在液(ye)體石蠟中。與(yu)氧化劑、酸(suan)類、鹵素分儲分運。