鈉(Natrium)是一種(zhong)金屬元素(su),元素(su)符號是Na,英文名Sodium。在周期表中(zhong)位于第3周期、第ⅠA族(zu),是堿金屬元素(su)的(de)代表,質(zhi)地柔(rou)軟,能與水反應(ying)生成氫(qing)氧化(hua)(hua)鈉,放出氫(qing)氣,化(hua)(hua)學(xue)性質(zhi)較活潑。鈉元素(su)以鹽(yan)的(de)形式廣泛的(de)分布于陸地和海洋中(zhong),鈉也是人體肌(ji)肉組織和神經組織中(zhong)的(de)重要(yao)成分之(zhi)一。
伏特(te)在(zai)19世紀(ji)初發(fa)明了電(dian)池后(hou)(hou),各國化(hua)學家(jia)(jia)紛(fen)紛(fen)利用(yong)電(dian)池分(fen)解水(shui)成(cheng)功。英國化(hua)學家(jia)(jia)漢弗里·戴維堅(jian)持不(bu)懈地從事于利用(yong)電(dian)池分(fen)解各種物質的(de)實驗研究。他(ta)(ta)希(xi)望利用(yong)電(dian)池將苛性鉀(jia)(jia)分(fen)解為氧(yang)(yang)(yang)氣和一種未知的(de)“基”,因為當(dang)時化(hua)學家(jia)(jia)們(men)認(ren)為苛性堿是氧(yang)(yang)(yang)化(hua)物。他(ta)(ta)先用(yong)苛性鉀(jia)(jia)(氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鉀(jia)(jia))的(de)飽和溶(rong)液實驗,所得(de)的(de)結(jie)果卻(que)和電(dian)解水(shui)一樣(yang),只得(de)到氫氣和氧(yang)(yang)(yang)氣。后(hou)(hou)來(lai)他(ta)(ta)改變(bian)實驗方法,電(dian)解熔融的(de)苛性鉀(jia)(jia),在(zai)陰(yin)極上(shang)出現(xian)了具有金(jin)(jin)屬(shu)(shu)光澤的(de)、類似(si)水(shui)銀(yin)的(de)小珠(zhu),一些(xie)小珠(zhu)立(li)即燃燒(shao)并發(fa)生爆炸,形成(cheng)光亮的(de)火焰(yan),還有一些(xie)小珠(zhu)不(bu)燃燒(shao),只是表面變(bian)暗,覆蓋著一層白膜(mo)。他(ta)(ta)把(ba)這種小小的(de)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)顆粒投入水(shui)中,立(li)即冒出火焰(yan),在(zai)水(shui)面急速奔(ben)躍,發(fa)出刺刺的(de)聲音。就這樣(yang),戴維在(zai)1807年發(fa)現(xian)了金(jin)(jin)屬(shu)(shu)鉀(jia)(jia),幾(ji)天之后(hou)(hou),他(ta)(ta)又(you)從電(dian)解碳酸鈉(na)中獲得(de)了金(jin)(jin)屬(shu)(shu)鈉(na)。
戴維將(jiang)鉀和鈉分(fen)別命(ming)名為Potassium和Sodium,因(yin)為鉀是從(cong)草木灰(Potash),鈉是從(cong)碳酸(suan)鈉(Soda)中得到(dao)的,它們仍然保留在英文中。鉀和鈉的化(hua)學符號K、Na分(fen)別來自它們的拉丁文名稱(cheng)Kalium和Natrium。
鈉(na)為銀白色(se)立(li)方體結構金屬,質軟而輕(qing)可用小刀(dao)切(qie)割(ge),密度(du)比水(shui)小,為0.968g/cm3,熔點(dian)97.72℃,沸點(dian)883℃。新切(qie)面有銀白色(se)光澤,在空氣(qi)中氧(yang)化轉(zhuan)變為暗灰色(se)。鈉(na)是熱和(he)電的(de)良導體,具有較好(hao)的(de)導磁性,鉀鈉(na)合金(液態)是核反應堆(dui)導熱劑(ji)。鈉(na)單(dan)質還具有良好(hao)的(de)延展性,硬(ying)度(du)也低,能夠溶于(yu)汞和(he)液態氨(an),溶于(yu)液氨(an)形成藍色(se)溶液。在-20℃時變硬(ying)。
已發(fa)現的鈉(na)的同位(wei)(wei)素共(gong)有22種,包括鈉(na)-18至鈉(na)-37,其中(zhong)只有鈉(na)-23是穩(wen)定的,其他同位(wei)(wei)素都帶(dai)有放射(she)性(xing)。
鈉的(de)化學性(xing)質(zhi)很(hen)活潑,常溫和加(jia)熱時(shi)分別與氧(yang)氣化合(he),和水劇烈反應(ying),量大時(shi)發生(sheng)爆炸。鈉還(huan)能(neng)在二氧(yang)化碳中燃(ran)燒,和低元醇反應(ying)產生(sheng)氫氣,和電離能(neng)力很(hen)弱(ruo)的(de)液氨也能(neng)反應(ying),具(ju)有抗(kang)腐蝕性(xing)。
鈉原子的(de)最外層(ceng)只有1個電(dian)子,很容易失去,所以有強還原性。因此,鈉的(de)化(hua)學性質非常(chang)活潑,能夠和大(da)量(liang)無機(ji)物(wu),絕大(da)部(bu)分(fen)非金屬單質反應(ying)(ying)和大(da)部(bu)分(fen)有機(ji)物(wu)反應(ying)(ying),在與其(qi)他物(wu)質發生(sheng)氧化(hua)還原反應(ying)(ying)時,作還原劑,都是由0價升(sheng)為(wei)+1價(由于ns1電(dian)子對),通(tong)常(chang)以離(li)子鍵(jian)和共(gong)價鍵(jian)形式結(jie)合。金屬性強,其(qi)離(li)子氧化(hua)性弱。
測(ce)定有機物(wu)中的氯(lv)。還(huan)原和氫(qing)化(hua)有機化(hua)合(he)物(wu)。檢驗(yan)有機物(wu)中的氮(dan)、硫、氟(fu)。去除(chu)有機溶劑(苯、烴(jing)、醚)中的水(shui)分(fen)。除(chu)去烴(jing)中的氧(yang)(yang)、碘或(huo)氫(qing)碘酸等雜質。制備鈉汞齊(qi)、醇化(hua)鈉、純氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鈉、過(guo)氧(yang)(yang)化(hua)鈉、氨(an)基鈉、合(he)金(jin)、鈉燈(deng)、光電池,制取活潑金(jin)屬。
鈉(na)是人(ren)體中(zhong)一種重要無機元素,一般情況下,成人(ren)體內鈉(na)含(han)量大約(yue)為3200(女)~4170(男)mmol,約(yue)占體重的(de)0.15%,體內鈉(na)主要在細胞外(wai)液,占總體鈉(na)的(de)44%~50%,骨骼中(zhong)含(han)量占40%~47%,細胞內液含(han)量較低(di),僅占9%~10%。
1、鈉是細胞外液中帶正電的主(zhu)要(yao)離(li)子,參與水的代謝,保證體內水的平(ping)衡,調節體內水分與滲(shen)透壓。
2、維(wei)持(chi)體內酸(suan)和堿的平衡。
3、是(shi)胰液、膽汁、汗和(he)淚(lei)水的組成成分。
4、鈉對ATP(腺嘌呤(ling)核苷三磷酸)的(de)生產(chan)和利(li)用、肌肉運(yun)動、心血管(guan)功能、能量(liang)代謝都有(you)關系,此(ci)外,糖代謝、氧的(de)利(li)用也需(xu)有(you)鈉的(de)參與。
5、維持血壓正常。
6、增(zeng)強神經肌肉興(xing)奮性(xing)。
人體(ti)鈉(na)(na)的(de)主(zhu)要來源為食(shi)物。鈉(na)(na)在小(xiao)腸上部吸(xi)(xi)收,吸(xi)(xi)收率(lv)極(ji)高,幾乎可全部被(bei)吸(xi)(xi)收,故糞便中含鈉(na)(na)量很少。鈉(na)(na)在空腸的(de)吸(xi)(xi)收大(da)多是被(bei)動性的(de),在回(hui)腸則大(da)部分是主(zhu)動的(de)吸(xi)(xi)收。鈉(na)(na)與鈣在腎小(xiao)管內的(de)重吸(xi)(xi)收過程發生(sheng)競爭,故鈉(na)(na)攝入量高時,會相應減少鈣的(de)重吸(xi)(xi)收,而增(zeng)加尿鈣排(pai)泄。因尿鈣丟失約為鈣潴留的(de)50%,故高鈉(na)(na)膳食(shi)對鈣丟失有很大(da)影響。
高溫、重體力(li)勞動、經常(chang)出(chu)汗(han)的人需要注意補充(chong)鈉(na)(飲用淡鹽水(shui)等(deng))。
鈉普遍存在于各種食(shi)物(wu)(wu)(wu)中,一般動(dong)物(wu)(wu)(wu)性食(shi)物(wu)(wu)(wu)高于植物(wu)(wu)(wu)性食(shi)物(wu)(wu)(wu),但人體鈉來源主要為(wei)食(shi)鹽、以及加(jia)工、制備(bei)食(shi)物(wu)(wu)(wu)過(guo)程中加(jia)入的鈉或含鈉的復合物(wu)(wu)(wu)(如谷氨(an)酸、小蘇打等),以及醬油、鹽漬或腌制肉或煙熏食(shi)品(pin)、醬咸(xian)菜類、發酵豆制品(pin)、咸(xian)味休閑食(shi)品(pin)等。
人體內鈉(na)(na)(na)在一般情況下不(bu)易缺乏(fa)、但(dan)在某(mou)(mou)些(xie)情況下,如(ru)禁食(shi)、少食(shi),膳食(shi)鈉(na)(na)(na)限制過嚴而攝入非常低(di)時(shi),或(huo)在高溫、重體力勞(lao)動、過量出(chu)汗、腸胃疾病(bing)、反復(fu)嘔吐(tu)、腹瀉使鈉(na)(na)(na)過量排出(chu)而丟(diu)失時(shi),或(huo)某(mou)(mou)些(xie)疾病(bing),如(ru)艾迪生病(bing)引起腎不(bu)能有效保留鈉(na)(na)(na)時(shi),胃腸外營養缺鈉(na)(na)(na)或(huo)低(di)鈉(na)(na)(na)時(shi),利尿劑的使用而抑制腎小管重吸收鈉(na)(na)(na)時(shi)均(jun)可(ke)引起鈉(na)(na)(na)缺乏(fa)。鈉(na)(na)(na)的缺乏(fa)在早期癥狀不(bu)明(ming)顯,倦怠、淡漠、無神(shen)、甚至起立時(shi)昏倒。失鈉(na)(na)(na)達0.5g/kg體重以上時(shi),可(ke)出(chu)現惡心、嘔吐(tu)、血壓下降、痛性肌痙攣,尿中無氯化物檢(jian)出(chu)。
正常情況下,鈉攝入(ru)(ru)過(guo)多并(bing)不蓄積,但(dan)某些(xie)特殊情況下,如誤(wu)將食(shi)鹽(yan)當(dang)食(shi)糖(tang)加入(ru)(ru)嬰兒奶粉中(zhong)喂養,則可引起中(zhong)毒甚至(zhi)死(si)亡。急(ji)性中(zhong)毒,可出現水腫(zhong)、血壓上升(sheng)、血漿(jiang)膽固醇(chun)升(sheng)高、脂肪清除率降低、胃黏膜上皮細胞受(shou)損(sun)等。鈉的適宜(yi)攝入(ru)(ru)量(liang)(AI)成(cheng)人為2200mg/d。
浸放于液體石蠟(la)、礦物(wu)油(you)(you)和苯系(xi)物(wu)中(zhong)密(mi)封保(bao)存(cun)(cun)(cun),大量通常儲存(cun)(cun)(cun)在鐵桶中(zhong)充(chong)氬(ya)氣(qi)密(mi)封保(bao)存(cun)(cun)(cun)。金屬鈉不能保(bao)存(cun)(cun)(cun)在煤油(you)(you)中(zhong)是因為與煤油(you)(you)中(zhong)的(de)有(you)機酸(suan)等(deng)物(wu)質反應成有(you)機酸(suan)鈉等(deng)物(wu)質(呈黃色)附著在鈉表面。當保(bao)存(cun)(cun)(cun)在石蠟(la)油(you)(you)中(zhong)時,空氣(qi)中(zhong)的(de)氧氣(qi)也會進入(ru)石蠟(la)油(you)(you),使金屬鈉的(de)表面變灰,形成氧化物(wu)膜。
在純度要求不高的少量(liang)保(bao)存(cun)(cun)時可(ke)用煤油浸泡,如實驗室保(bao)存(cun)(cun)。貯于(yu)陰(yin)涼干(gan)燥處,遠離(li)火(huo)種(zhong)、熱源(yuan)。少量(liang)一般保(bao)存(cun)(cun)在液體(ti)石蠟中。與(yu)氧化劑(ji)、酸類(lei)、鹵素分儲分運。