鈉(na)(Natrium)是一種金屬(shu)(shu)元(yuan)(yuan)素,元(yuan)(yuan)素符號是Na,英(ying)文名(ming)Sodium。在周期(qi)表(biao)(biao)中(zhong)(zhong)位于(yu)第(di)3周期(qi)、第(di)ⅠA族(zu),是堿金屬(shu)(shu)元(yuan)(yuan)素的(de)代表(biao)(biao),質地(di)柔軟(ruan),能與(yu)水反應生成氫氧化鈉(na),放出氫氣,化學性(xing)質較活潑。鈉(na)元(yuan)(yuan)素以(yi)鹽的(de)形式廣(guang)泛的(de)分布于(yu)陸地(di)和海洋中(zhong)(zhong),鈉(na)也是人體(ti)肌肉組(zu)織和神經組(zu)織中(zhong)(zhong)的(de)重要成分之一。
伏特(te)在(zai)19世紀初發(fa)明了(le)(le)電(dian)(dian)池(chi)后,各(ge)國(guo)化(hua)(hua)學家(jia)紛(fen)紛(fen)利用電(dian)(dian)池(chi)分(fen)解水(shui)(shui)成(cheng)功。英國(guo)化(hua)(hua)學家(jia)漢弗里·戴維堅(jian)持不(bu)懈地(di)從事于利用電(dian)(dian)池(chi)分(fen)解各(ge)種(zhong)物(wu)質(zhi)的(de)(de)(de)實驗(yan)(yan)研究。他(ta)希望利用電(dian)(dian)池(chi)將苛(ke)性鉀(jia)(jia)分(fen)解為氧(yang)(yang)(yang)氣和一(yi)(yi)種(zhong)未(wei)知的(de)(de)(de)“基”,因為當時化(hua)(hua)學家(jia)們(men)認為苛(ke)性堿是氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)物(wu)。他(ta)先用苛(ke)性鉀(jia)(jia)(氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鉀(jia)(jia))的(de)(de)(de)飽和溶(rong)液實驗(yan)(yan),所得的(de)(de)(de)結果卻和電(dian)(dian)解水(shui)(shui)一(yi)(yi)樣,只得到氫氣和氧(yang)(yang)(yang)氣。后來他(ta)改變實驗(yan)(yan)方法,電(dian)(dian)解熔融(rong)的(de)(de)(de)苛(ke)性鉀(jia)(jia),在(zai)陰極上出(chu)現了(le)(le)具有金(jin)屬(shu)(shu)(shu)光(guang)澤(ze)的(de)(de)(de)、類似水(shui)(shui)銀的(de)(de)(de)小(xiao)珠(zhu),一(yi)(yi)些(xie)小(xiao)珠(zhu)立即燃燒并發(fa)生爆炸,形成(cheng)光(guang)亮(liang)的(de)(de)(de)火焰,還有一(yi)(yi)些(xie)小(xiao)珠(zhu)不(bu)燃燒,只是表面變暗,覆蓋著一(yi)(yi)層白膜(mo)。他(ta)把這種(zhong)小(xiao)小(xiao)的(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)顆粒投入水(shui)(shui)中,立即冒(mao)出(chu)火焰,在(zai)水(shui)(shui)面急(ji)速奔躍,發(fa)出(chu)刺刺的(de)(de)(de)聲音。就這樣,戴維在(zai)1807年(nian)發(fa)現了(le)(le)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)鉀(jia)(jia),幾天之后,他(ta)又從電(dian)(dian)解碳酸鈉中獲得了(le)(le)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)鈉。
戴維將鉀(jia)和鈉(na)(na)分別命(ming)名(ming)為(wei)Potassium和Sodium,因為(wei)鉀(jia)是從草木灰(Potash),鈉(na)(na)是從碳酸鈉(na)(na)(Soda)中得到的(de)(de),它們仍然保留在英文中。鉀(jia)和鈉(na)(na)的(de)(de)化學符號K、Na分別來(lai)自它們的(de)(de)拉丁文名(ming)稱Kalium和Natrium。
鈉為(wei)(wei)銀白色立方體結構金(jin)屬,質軟而輕(qing)可用小刀切割(ge),密度(du)比水小,為(wei)(wei)0.968g/cm3,熔(rong)點97.72℃,沸點883℃。新切面有銀白色光(guang)澤,在空氣(qi)中氧化(hua)轉變為(wei)(wei)暗灰色。鈉是熱和電的良(liang)導(dao)體,具有較好的導(dao)磁性(xing),鉀鈉合(he)金(jin)(液(ye)態(tai))是核反應堆導(dao)熱劑。鈉單質還具有良(liang)好的延展性(xing),硬(ying)度(du)也低(di),能夠溶(rong)于(yu)汞(gong)和液(ye)態(tai)氨,溶(rong)于(yu)液(ye)氨形成藍色溶(rong)液(ye)。在-20℃時變硬(ying)。
已(yi)發現的鈉的同位素共有(you)(you)22種,包括鈉-18至鈉-37,其中只有(you)(you)鈉-23是(shi)穩定(ding)的,其他同位素都帶有(you)(you)放(fang)射性。
鈉(na)的(de)化學性質很(hen)活潑,常溫和加熱時(shi)分別與氧(yang)氣化合,和水劇烈反應,量大(da)時(shi)發生爆(bao)炸。鈉(na)還能(neng)在(zai)二氧(yang)化碳(tan)中(zhong)燃燒,和低元醇反應產生氫(qing)氣,和電(dian)離能(neng)力很(hen)弱的(de)液氨(an)也能(neng)反應,具有抗腐蝕性。
鈉原子(zi)的最(zui)外層只有1個電子(zi),很容(rong)易失去(qu),所(suo)以有強還原性(xing)。因(yin)此,鈉的化(hua)學性(xing)質(zhi)非(fei)常活潑,能夠和大(da)量無機物,絕大(da)部(bu)分非(fei)金屬單質(zhi)反(fan)應(ying)和大(da)部(bu)分有機物反(fan)應(ying),在與其他(ta)物質(zhi)發生氧化(hua)還原反(fan)應(ying)時,作還原劑,都是由0價升(sheng)為+1價(由于ns1電子(zi)對),通常以離子(zi)鍵和共(gong)價鍵形(xing)式結合。金屬性(xing)強,其離子(zi)氧化(hua)性(xing)弱(ruo)。
測定有(you)(you)機物中(zhong)(zhong)的(de)(de)氯。還原和氫(qing)化(hua)(hua)有(you)(you)機化(hua)(hua)合(he)物。檢驗(yan)有(you)(you)機物中(zhong)(zhong)的(de)(de)氮(dan)、硫、氟(fu)。去除(chu)有(you)(you)機溶劑(ji)(苯(ben)、烴、醚(mi))中(zhong)(zhong)的(de)(de)水分。除(chu)去烴中(zhong)(zhong)的(de)(de)氧、碘或氫(qing)碘酸等雜質(zhi)。制備鈉(na)(na)汞齊、醇化(hua)(hua)鈉(na)(na)、純氫(qing)氧化(hua)(hua)鈉(na)(na)、過氧化(hua)(hua)鈉(na)(na)、氨基(ji)鈉(na)(na)、合(he)金(jin)、鈉(na)(na)燈、光電池(chi),制取活(huo)潑金(jin)屬。
鈉是人體中一種重要(yao)無機(ji)元素,一般情況(kuang)下,成人體內鈉含量大約為3200(女)~4170(男)mmol,約占(zhan)(zhan)(zhan)體重的(de)0.15%,體內鈉主要(yao)在細胞外液,占(zhan)(zhan)(zhan)總體鈉的(de)44%~50%,骨骼中含量占(zhan)(zhan)(zhan)40%~47%,細胞內液含量較低,僅占(zhan)(zhan)(zhan)9%~10%。
1、鈉是(shi)細(xi)胞外(wai)液中帶正電的(de)主(zhu)要離子(zi),參與水(shui)的(de)代(dai)謝,保證體內水(shui)的(de)平衡,調節體內水(shui)分(fen)與滲透(tou)壓。
2、維持(chi)體內(nei)酸和(he)堿的(de)平衡。
3、是胰(yi)液、膽汁、汗(han)和(he)淚水的組成成分。
4、鈉對(dui)ATP(腺嘌呤核苷三(san)磷酸)的生產和利(li)用(yong)(yong)、肌肉運動(dong)、心(xin)血管功能、能量(liang)代謝都(dou)有(you)關系,此外,糖代謝、氧的利(li)用(yong)(yong)也需有(you)鈉的參與。
5、維持血壓正常。
6、增強神經肌肉興(xing)奮性。
人(ren)體(ti)鈉的(de)主(zhu)(zhu)要來源(yuan)為食物。鈉在(zai)小(xiao)腸上部(bu)吸(xi)收,吸(xi)收率極高,幾(ji)乎可全部(bu)被吸(xi)收,故糞便(bian)中(zhong)含鈉量很少。鈉在(zai)空(kong)腸的(de)吸(xi)收大(da)(da)多是(shi)被動性的(de),在(zai)回腸則大(da)(da)部(bu)分是(shi)主(zhu)(zhu)動的(de)吸(xi)收。鈉與鈣在(zai)腎小(xiao)管內的(de)重吸(xi)收過程發生競爭(zheng),故鈉攝(she)入量高時,會(hui)相應減少鈣的(de)重吸(xi)收,而增加尿(niao)(niao)鈣排泄。因(yin)尿(niao)(niao)鈣丟失約為鈣潴留的(de)50%,故高鈉膳(shan)食對鈣丟失有很大(da)(da)影響(xiang)。
高溫(wen)、重體力勞(lao)動(dong)、經常出汗的人需要注(zhu)意補充鈉(飲用淡鹽水等)。
鈉普遍存在于各種食物(wu)(wu)中,一般(ban)動物(wu)(wu)性食物(wu)(wu)高于植(zhi)物(wu)(wu)性食物(wu)(wu),但(dan)人體鈉來源主(zhu)要為食鹽、以(yi)及加(jia)工、制備食物(wu)(wu)過程(cheng)中加(jia)入(ru)的鈉或(huo)(huo)含鈉的復合物(wu)(wu)(如谷氨酸、小蘇打(da)等(deng)),以(yi)及醬油、鹽漬或(huo)(huo)腌(a)制肉(rou)或(huo)(huo)煙熏食品、醬咸菜類、發酵豆制品、咸味休閑食品等(deng)。
人(ren)體(ti)(ti)內鈉(na)(na)(na)(na)在(zai)(zai)一般情況下(xia)不易(yi)缺(que)乏(fa)、但在(zai)(zai)某(mou)些(xie)情況下(xia),如禁食、少食,膳食鈉(na)(na)(na)(na)限制過嚴(yan)而(er)攝入非常低時(shi)(shi),或在(zai)(zai)高溫、重體(ti)(ti)力(li)勞動、過量(liang)(liang)出(chu)汗、腸胃(wei)疾病、反復嘔(ou)吐、腹瀉使(shi)鈉(na)(na)(na)(na)過量(liang)(liang)排出(chu)而(er)丟失時(shi)(shi),或某(mou)些(xie)疾病,如艾迪生病引起腎不能(neng)有效(xiao)保(bao)留鈉(na)(na)(na)(na)時(shi)(shi),胃(wei)腸外營(ying)養缺(que)鈉(na)(na)(na)(na)或低鈉(na)(na)(na)(na)時(shi)(shi),利尿劑的使(shi)用而(er)抑制腎小管重吸收鈉(na)(na)(na)(na)時(shi)(shi)均(jun)可引起鈉(na)(na)(na)(na)缺(que)乏(fa)。鈉(na)(na)(na)(na)的缺(que)乏(fa)在(zai)(zai)早(zao)期癥(zheng)狀(zhuang)不明(ming)顯,倦怠、淡漠、無神、甚(shen)至(zhi)起立時(shi)(shi)昏倒。失鈉(na)(na)(na)(na)達0.5g/kg體(ti)(ti)重以上(shang)時(shi)(shi),可出(chu)現惡心、嘔(ou)吐、血壓(ya)下(xia)降、痛性肌(ji)痙攣,尿中無氯化物檢出(chu)。
正常情況(kuang)下,鈉(na)攝(she)入(ru)過多并不(bu)蓄積,但某些特殊情況(kuang)下,如誤將食鹽當食糖加(jia)入(ru)嬰兒奶粉(fen)中(zhong)喂養,則(ze)可引起中(zhong)毒(du)甚至死亡。急性(xing)中(zhong)毒(du),可出現水腫(zhong)、血(xue)壓上升、血(xue)漿膽固醇升高、脂肪清除率降低、胃黏膜上皮細(xi)胞(bao)受損等。鈉(na)的(de)適(shi)宜攝(she)入(ru)量(AI)成(cheng)人為2200mg/d。
浸(jin)放于(yu)液體(ti)石(shi)蠟、礦物油(you)和苯系物中密封(feng)保(bao)(bao)存(cun)(cun),大量通常儲存(cun)(cun)在鐵桶(tong)中充氬氣密封(feng)保(bao)(bao)存(cun)(cun)。金(jin)屬(shu)(shu)鈉(na)不能保(bao)(bao)存(cun)(cun)在煤(mei)油(you)中是(shi)因為與煤(mei)油(you)中的(de)(de)有(you)機酸等物質反應成(cheng)有(you)機酸鈉(na)等物質(呈(cheng)黃色)附著在鈉(na)表面。當保(bao)(bao)存(cun)(cun)在石(shi)蠟油(you)中時,空(kong)氣中的(de)(de)氧氣也會進(jin)入石(shi)蠟油(you),使金(jin)屬(shu)(shu)鈉(na)的(de)(de)表面變灰,形成(cheng)氧化物膜(mo)。
在純度要求不高的少量(liang)保存(cun)(cun)時可用煤油浸(jin)泡,如實驗室保存(cun)(cun)。貯于陰涼干燥處,遠離火(huo)種、熱源。少量(liang)一(yi)般(ban)保存(cun)(cun)在液體石蠟中(zhong)。與氧化劑、酸類(lei)、鹵素分(fen)(fen)儲分(fen)(fen)運。