鈉(na)(Natrium)是一(yi)種(zhong)金屬(shu)(shu)元素(su)(su),元素(su)(su)符(fu)號(hao)是Na,英文名Sodium。在周(zhou)期表中位于第3周(zhou)期、第ⅠA族,是堿金屬(shu)(shu)元素(su)(su)的代表,質地柔軟,能與水反應生成(cheng)氫氧化鈉(na),放出氫氣,化學性質較活潑。鈉(na)元素(su)(su)以鹽(yan)的形式廣泛的分布于陸(lu)地和海洋中,鈉(na)也是人體肌肉組織(zhi)和神經組織(zhi)中的重(zhong)要(yao)成(cheng)分之一(yi)。
伏特在(zai)(zai)19世紀初(chu)發明(ming)了電(dian)池后,各國(guo)化(hua)學家(jia)紛紛利(li)用(yong)電(dian)池分(fen)解水(shui)成(cheng)功。英國(guo)化(hua)學家(jia)漢弗(fu)里·戴維(wei)堅(jian)持不懈地從事于利(li)用(yong)電(dian)池分(fen)解各種物(wu)質的(de)(de)實驗研究。他希望利(li)用(yong)電(dian)池將(jiang)苛性(xing)(xing)鉀分(fen)解為氧氣(qi)和一(yi)種未知的(de)(de)“基”,因為當時化(hua)學家(jia)們(men)認為苛性(xing)(xing)堿是氧化(hua)物(wu)。他先用(yong)苛性(xing)(xing)鉀(氫(qing)氧化(hua)鉀)的(de)(de)飽和溶(rong)液(ye)實驗,所得(de)的(de)(de)結果(guo)卻和電(dian)解水(shui)一(yi)樣,只得(de)到氫(qing)氣(qi)和氧氣(qi)。后來他改(gai)變(bian)實驗方法(fa),電(dian)解熔融的(de)(de)苛性(xing)(xing)鉀,在(zai)(zai)陰極上出(chu)現(xian)了具有(you)金屬光(guang)澤的(de)(de)、類似水(shui)銀的(de)(de)小(xiao)(xiao)珠,一(yi)些(xie)小(xiao)(xiao)珠立即燃燒(shao)并(bing)發生(sheng)爆炸,形成(cheng)光(guang)亮的(de)(de)火焰(yan),還(huan)有(you)一(yi)些(xie)小(xiao)(xiao)珠不燃燒(shao),只是表(biao)面變(bian)暗,覆蓋著一(yi)層白膜。他把這種小(xiao)(xiao)小(xiao)(xiao)的(de)(de)金屬顆粒投入水(shui)中(zhong),立即冒出(chu)火焰(yan),在(zai)(zai)水(shui)面急速奔躍,發出(chu)刺刺的(de)(de)聲音。就這樣,戴維(wei)在(zai)(zai)1807年發現(xian)了金屬鉀,幾天之后,他又(you)從電(dian)解碳酸鈉中(zhong)獲(huo)得(de)了金屬鈉。
戴維將(jiang)鉀和鈉分別命名(ming)為Potassium和Sodium,因為鉀是從草(cao)木灰(Potash),鈉是從碳酸鈉(Soda)中得到的(de),它(ta)們仍(reng)然(ran)保留在英(ying)文(wen)中。鉀和鈉的(de)化學符號K、Na分別來自它(ta)們的(de)拉(la)丁文(wen)名(ming)稱Kalium和Natrium。
鈉(na)為(wei)銀白色(se)(se)(se)立(li)方體結(jie)構金屬,質軟而輕可用(yong)小(xiao)刀切(qie)割,密度比水(shui)小(xiao),為(wei)0.968g/cm3,熔點97.72℃,沸點883℃。新切(qie)面有(you)銀白色(se)(se)(se)光澤,在(zai)空氣中氧化轉變為(wei)暗(an)灰色(se)(se)(se)。鈉(na)是熱和電的(de)良(liang)導體,具有(you)較好(hao)的(de)導磁性(xing),鉀(jia)鈉(na)合金(液態(tai))是核反應堆導熱劑。鈉(na)單質還具有(you)良(liang)好(hao)的(de)延(yan)展性(xing),硬度也低,能夠溶于汞和液態(tai)氨(an),溶于液氨(an)形成(cheng)藍色(se)(se)(se)溶液。在(zai)-20℃時變硬。
已發(fa)現的(de)鈉(na)(na)的(de)同位(wei)素(su)共有22種,包(bao)括(kuo)鈉(na)(na)-18至鈉(na)(na)-37,其中只有鈉(na)(na)-23是穩定的(de),其他同位(wei)素(su)都(dou)帶有放射性。
鈉的化(hua)學性質很(hen)活潑,常溫和(he)(he)加熱時(shi)分別與氧(yang)氣(qi)化(hua)合,和(he)(he)水劇烈反應(ying)(ying),量大時(shi)發生(sheng)爆炸(zha)。鈉還能(neng)在二氧(yang)化(hua)碳中(zhong)燃燒(shao),和(he)(he)低元醇反應(ying)(ying)產生(sheng)氫氣(qi),和(he)(he)電離(li)能(neng)力很(hen)弱的液氨也能(neng)反應(ying)(ying),具有抗腐蝕性。
鈉原(yuan)子的(de)最外層(ceng)只有1個(ge)電子,很容易(yi)失去(qu),所以有強還原(yuan)性(xing)(xing)。因(yin)此,鈉的(de)化(hua)(hua)學性(xing)(xing)質非常活潑,能夠和大量無機(ji)(ji)物(wu),絕(jue)大部(bu)分(fen)非金(jin)(jin)屬單質反應(ying)和大部(bu)分(fen)有機(ji)(ji)物(wu)反應(ying),在(zai)與其(qi)他物(wu)質發生(sheng)氧(yang)化(hua)(hua)還原(yuan)反應(ying)時,作還原(yuan)劑,都是(shi)由0價(jia)升(sheng)為+1價(jia)(由于ns1電子對(dui)),通常以離子鍵(jian)(jian)和共價(jia)鍵(jian)(jian)形式結合。金(jin)(jin)屬性(xing)(xing)強,其(qi)離子氧(yang)化(hua)(hua)性(xing)(xing)弱。
測定(ding)有機(ji)物中(zhong)的(de)氯。還原和氫化(hua)(hua)(hua)有機(ji)化(hua)(hua)(hua)合(he)物。檢驗有機(ji)物中(zhong)的(de)氮、硫、氟。去除有機(ji)溶劑(ji)(苯、烴(jing)、醚(mi))中(zhong)的(de)水(shui)分(fen)。除去烴(jing)中(zhong)的(de)氧、碘(dian)或氫碘(dian)酸等(deng)雜(za)質。制備鈉汞(gong)齊、醇化(hua)(hua)(hua)鈉、純氫氧化(hua)(hua)(hua)鈉、過氧化(hua)(hua)(hua)鈉、氨基鈉、合(he)金、鈉燈、光電池,制取活潑金屬。
鈉(na)(na)是(shi)人體中(zhong)一(yi)(yi)種重要(yao)(yao)無機(ji)元素,一(yi)(yi)般情(qing)況(kuang)下,成人體內鈉(na)(na)含(han)量大約(yue)為3200(女(nv))~4170(男)mmol,約(yue)占(zhan)體重的0.15%,體內鈉(na)(na)主(zhu)要(yao)(yao)在細胞外(wai)液,占(zhan)總體鈉(na)(na)的44%~50%,骨骼(ge)中(zhong)含(han)量占(zhan)40%~47%,細胞內液含(han)量較低,僅占(zhan)9%~10%。
1、鈉是細胞外液中帶(dai)正電的主要(yao)離子(zi),參與(yu)水(shui)的代謝,保(bao)證體(ti)內水(shui)的平(ping)衡(heng),調節體(ti)內水(shui)分與(yu)滲透壓(ya)。
2、維(wei)持體(ti)內酸和堿(jian)的平衡。
3、是胰液(ye)、膽汁、汗和淚水的組成(cheng)成(cheng)分。
4、鈉(na)對ATP(腺嘌呤核苷三磷(lin)酸(suan))的(de)生產(chan)和利(li)(li)用、肌肉運動、心血管功(gong)能、能量代(dai)謝都有關系,此外,糖代(dai)謝、氧的(de)利(li)(li)用也需(xu)有鈉(na)的(de)參(can)與。
5、維持血壓正常。
6、增強神經肌肉興奮性。
人體鈉(na)的(de)(de)(de)主(zhu)要來(lai)源為(wei)食物。鈉(na)在(zai)小(xiao)腸(chang)上部(bu)吸(xi)收(shou)(shou)(shou),吸(xi)收(shou)(shou)(shou)率(lv)極(ji)高,幾(ji)乎可(ke)全部(bu)被吸(xi)收(shou)(shou)(shou),故(gu)糞便中含鈉(na)量很(hen)少。鈉(na)在(zai)空腸(chang)的(de)(de)(de)吸(xi)收(shou)(shou)(shou)大(da)(da)多是被動性的(de)(de)(de),在(zai)回腸(chang)則(ze)大(da)(da)部(bu)分是主(zhu)動的(de)(de)(de)吸(xi)收(shou)(shou)(shou)。鈉(na)與鈣(gai)(gai)在(zai)腎(shen)小(xiao)管(guan)內(nei)的(de)(de)(de)重吸(xi)收(shou)(shou)(shou)過程發生(sheng)競爭,故(gu)鈉(na)攝入量高時,會相應(ying)減少鈣(gai)(gai)的(de)(de)(de)重吸(xi)收(shou)(shou)(shou),而增加尿鈣(gai)(gai)排泄(xie)。因尿鈣(gai)(gai)丟(diu)失(shi)約為(wei)鈣(gai)(gai)潴留的(de)(de)(de)50%,故(gu)高鈉(na)膳(shan)食對鈣(gai)(gai)丟(diu)失(shi)有(you)很(hen)大(da)(da)影響。
高溫(wen)、重體力勞動、經(jing)常出汗的人需要注意補(bu)充鈉(飲用(yong)淡鹽水等)。
鈉普遍存在(zai)于(yu)(yu)各種食(shi)物(wu)(wu)中(zhong),一般動物(wu)(wu)性食(shi)物(wu)(wu)高于(yu)(yu)植(zhi)物(wu)(wu)性食(shi)物(wu)(wu),但人體鈉來源主要為食(shi)鹽(yan)、以及加工、制備食(shi)物(wu)(wu)過程中(zhong)加入(ru)的(de)鈉或(huo)含鈉的(de)復合物(wu)(wu)(如谷氨酸、小蘇打等),以及醬油(you)、鹽(yan)漬或(huo)腌制肉或(huo)煙(yan)熏食(shi)品(pin)、醬咸菜(cai)類、發酵豆制品(pin)、咸味(wei)休(xiu)閑食(shi)品(pin)等。
人(ren)體(ti)內鈉(na)(na)(na)在一(yi)般(ban)情(qing)況(kuang)下不(bu)(bu)易(yi)缺(que)乏、但在某些情(qing)況(kuang)下,如禁食(shi)、少食(shi),膳食(shi)鈉(na)(na)(na)限(xian)制過(guo)嚴而(er)攝入非常低(di)時,或在高溫、重體(ti)力勞動、過(guo)量出(chu)汗(han)、腸(chang)胃(wei)疾(ji)病(bing)、反復嘔(ou)吐、腹(fu)瀉(xie)使(shi)鈉(na)(na)(na)過(guo)量排(pai)出(chu)而(er)丟失時,或某些疾(ji)病(bing),如艾(ai)迪生病(bing)引起腎(shen)不(bu)(bu)能有效保留鈉(na)(na)(na)時,胃(wei)腸(chang)外營養缺(que)鈉(na)(na)(na)或低(di)鈉(na)(na)(na)時,利(li)尿劑的使(shi)用(yong)而(er)抑制腎(shen)小管重吸收鈉(na)(na)(na)時均可(ke)引起鈉(na)(na)(na)缺(que)乏。鈉(na)(na)(na)的缺(que)乏在早期癥狀(zhuang)不(bu)(bu)明顯,倦怠、淡(dan)漠、無神、甚至起立(li)時昏倒(dao)。失鈉(na)(na)(na)達0.5g/kg體(ti)重以上時,可(ke)出(chu)現惡心、嘔(ou)吐、血壓(ya)下降、痛性(xing)肌痙攣,尿中無氯化(hua)物(wu)檢出(chu)。
正常情況下,鈉攝入(ru)過多并不蓄(xu)積(ji),但(dan)某些(xie)特(te)殊情況下,如誤(wu)將食(shi)鹽當食(shi)糖加入(ru)嬰兒(er)奶粉中(zhong)喂養,則可引起中(zhong)毒(du)甚至死亡。急性中(zhong)毒(du),可出現水腫、血壓(ya)上(shang)升、血漿膽固醇升高(gao)、脂(zhi)肪清(qing)除率降低、胃(wei)黏膜(mo)上(shang)皮細胞(bao)受損(sun)等。鈉的適宜(yi)攝入(ru)量(AI)成人為2200mg/d。
浸(jin)放于液體石蠟(la)、礦(kuang)物(wu)(wu)油和苯(ben)系物(wu)(wu)中(zhong)密封保(bao)存(cun),大量通常儲存(cun)在鐵(tie)桶(tong)中(zhong)充氬氣(qi)密封保(bao)存(cun)。金(jin)屬鈉不(bu)能(neng)保(bao)存(cun)在煤油中(zhong)是(shi)因為與煤油中(zhong)的有(you)機酸(suan)等(deng)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)反應成有(you)機酸(suan)鈉等(deng)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(呈(cheng)黃色)附著在鈉表面。當(dang)保(bao)存(cun)在石蠟(la)油中(zhong)時(shi),空氣(qi)中(zhong)的氧氣(qi)也會進入石蠟(la)油,使金(jin)屬鈉的表面變(bian)灰,形(xing)成氧化物(wu)(wu)膜。
在(zai)純度(du)要求不(bu)高的少量保存時可(ke)用煤(mei)油(you)浸泡,如實驗室保存。貯于陰涼(liang)干燥處,遠離火種、熱(re)源。少量一(yi)般保存在(zai)液(ye)體(ti)石(shi)蠟中。與氧化(hua)劑、酸類、鹵素分(fen)儲分(fen)運。