鈉(na)(Natrium)是(shi)一種金屬元(yuan)素,元(yuan)素符號是(shi)Na,英(ying)文名Sodium。在周期表中(zhong)位于第3周期、第ⅠA族,是(shi)堿金屬元(yuan)素的(de)代表,質地柔(rou)軟,能與(yu)水(shui)反應生成氫氧(yang)化鈉(na),放出氫氣,化學性(xing)質較活潑。鈉(na)元(yuan)素以鹽的(de)形式廣泛的(de)分布于陸地和海洋(yang)中(zhong),鈉(na)也(ye)是(shi)人體肌肉組(zu)織和神經組(zu)織中(zhong)的(de)重要成分之一。
伏(fu)特在(zai)(zai)19世紀初發明了電(dian)(dian)池后,各國(guo)化(hua)學家(jia)紛(fen)(fen)紛(fen)(fen)利用電(dian)(dian)池分解(jie)水(shui)成功(gong)。英國(guo)化(hua)學家(jia)漢弗里·戴(dai)(dai)維堅持不懈地從(cong)事于利用電(dian)(dian)池分解(jie)各種(zhong)(zhong)物質的(de)(de)實驗(yan)(yan)研究(jiu)。他(ta)(ta)希望利用電(dian)(dian)池將苛(ke)(ke)性鉀(jia)分解(jie)為(wei)(wei)氧(yang)氣和一種(zhong)(zhong)未知(zhi)的(de)(de)“基”,因為(wei)(wei)當時化(hua)學家(jia)們認為(wei)(wei)苛(ke)(ke)性堿是(shi)(shi)氧(yang)化(hua)物。他(ta)(ta)先用苛(ke)(ke)性鉀(jia)(氫(qing)氧(yang)化(hua)鉀(jia))的(de)(de)飽和溶液(ye)實驗(yan)(yan),所得的(de)(de)結果卻和電(dian)(dian)解(jie)水(shui)一樣,只(zhi)得到氫(qing)氣和氧(yang)氣。后來他(ta)(ta)改變(bian)實驗(yan)(yan)方法,電(dian)(dian)解(jie)熔融的(de)(de)苛(ke)(ke)性鉀(jia),在(zai)(zai)陰極(ji)上出(chu)(chu)現(xian)了具(ju)有金屬光澤的(de)(de)、類(lei)似水(shui)銀的(de)(de)小(xiao)珠,一些小(xiao)珠立即燃(ran)燒并發生爆炸(zha),形成光亮的(de)(de)火焰,還有一些小(xiao)珠不燃(ran)燒,只(zhi)是(shi)(shi)表面(mian)變(bian)暗(an),覆蓋著一層白膜(mo)。他(ta)(ta)把(ba)這種(zhong)(zhong)小(xiao)小(xiao)的(de)(de)金屬顆粒投入(ru)水(shui)中,立即冒出(chu)(chu)火焰,在(zai)(zai)水(shui)面(mian)急(ji)速奔躍(yue),發出(chu)(chu)刺刺的(de)(de)聲音。就這樣,戴(dai)(dai)維在(zai)(zai)1807年發現(xian)了金屬鉀(jia),幾天之后,他(ta)(ta)又從(cong)電(dian)(dian)解(jie)碳酸鈉中獲得了金屬鈉。
戴維將鉀和鈉分(fen)別命名為Potassium和Sodium,因為鉀是從草(cao)木(mu)灰(Potash),鈉是從碳酸鈉(Soda)中(zhong)得到的,它們仍然保留在英文中(zhong)。鉀和鈉的化學符號K、Na分(fen)別來自(zi)它們的拉丁(ding)文名稱Kalium和Natrium。
鈉(na)為(wei)銀(yin)白(bai)色(se)(se)立方體結構金(jin)屬,質軟而輕可用小(xiao)刀切割,密(mi)度比水小(xiao),為(wei)0.968g/cm3,熔(rong)點(dian)97.72℃,沸點(dian)883℃。新切面有(you)(you)(you)銀(yin)白(bai)色(se)(se)光(guang)澤,在空氣中氧化轉變為(wei)暗灰色(se)(se)。鈉(na)是熱和(he)電的良導(dao)體,具有(you)(you)(you)較好的導(dao)磁性(xing),鉀鈉(na)合(he)金(jin)(液(ye)態)是核(he)反(fan)應堆導(dao)熱劑。鈉(na)單(dan)質還(huan)具有(you)(you)(you)良好的延(yan)展性(xing),硬度也低(di),能夠溶于汞(gong)和(he)液(ye)態氨,溶于液(ye)氨形(xing)成藍色(se)(se)溶液(ye)。在-20℃時變硬。
已發(fa)現的鈉的同(tong)位素共有22種(zhong),包括鈉-18至鈉-37,其(qi)中只有鈉-23是穩定的,其(qi)他同(tong)位素都帶(dai)有放(fang)射性。
鈉(na)的化(hua)學性(xing)質很活潑,常溫和(he)(he)加熱時分別與氧氣化(hua)合,和(he)(he)水(shui)劇烈反應(ying)(ying),量大(da)時發生(sheng)爆炸。鈉(na)還能(neng)(neng)在二(er)氧化(hua)碳中燃燒,和(he)(he)低元醇反應(ying)(ying)產生(sheng)氫氣,和(he)(he)電離(li)能(neng)(neng)力很弱的液氨也能(neng)(neng)反應(ying)(ying),具有抗腐蝕性(xing)。
鈉(na)原(yuan)子的最外層只有1個電子,很容易失(shi)去,所以有強還(huan)原(yuan)性(xing)(xing)(xing)。因此(ci),鈉(na)的化學性(xing)(xing)(xing)質(zhi)非常活(huo)潑(po),能(neng)夠和(he)(he)大量無(wu)機物,絕(jue)大部分(fen)非金屬單(dan)質(zhi)反應(ying)和(he)(he)大部分(fen)有機物反應(ying),在與其(qi)他物質(zhi)發生氧(yang)化還(huan)原(yuan)反應(ying)時,作還(huan)原(yuan)劑,都是由0價(jia)升為+1價(jia)(由于ns1電子對),通(tong)常以離子鍵(jian)和(he)(he)共價(jia)鍵(jian)形式結合。金屬性(xing)(xing)(xing)強,其(qi)離子氧(yang)化性(xing)(xing)(xing)弱。
測定有(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)中的氯。還原和氫(qing)化有(you)(you)機(ji)(ji)化合(he)物(wu)。檢(jian)驗有(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)中的氮、硫、氟。去除(chu)有(you)(you)機(ji)(ji)溶劑(苯、烴、醚)中的水分。除(chu)去烴中的氧、碘或氫(qing)碘酸等雜(za)質。制備(bei)鈉(na)汞齊、醇化鈉(na)、純氫(qing)氧化鈉(na)、過氧化鈉(na)、氨基鈉(na)、合(he)金、鈉(na)燈、光電(dian)池,制取(qu)活潑金屬。
鈉(na)是人體(ti)中一種重要(yao)無機元素,一般情(qing)況下,成(cheng)人體(ti)內鈉(na)含量(liang)大約(yue)為3200(女)~4170(男)mmol,約(yue)占(zhan)(zhan)體(ti)重的(de)0.15%,體(ti)內鈉(na)主要(yao)在(zai)細胞外液(ye),占(zhan)(zhan)總(zong)體(ti)鈉(na)的(de)44%~50%,骨(gu)骼中含量(liang)占(zhan)(zhan)40%~47%,細胞內液(ye)含量(liang)較低,僅(jin)占(zhan)(zhan)9%~10%。
1、鈉是細胞(bao)外(wai)液(ye)中帶正電的(de)主要(yao)離子,參與水的(de)代(dai)謝,保(bao)證體內水的(de)平衡(heng),調節體內水分(fen)與滲透壓。
2、維持體內酸(suan)和堿的平(ping)衡。
3、是胰液、膽汁、汗和淚水的組成成分。
4、鈉(na)對(dui)ATP(腺嘌呤核(he)苷三磷酸)的(de)(de)(de)生產和利用(yong)、肌肉運動、心血(xue)管功能、能量代(dai)謝(xie)都有(you)關(guan)系,此外(wai),糖代(dai)謝(xie)、氧的(de)(de)(de)利用(yong)也需有(you)鈉(na)的(de)(de)(de)參與。
5、維(wei)持血壓正常。
6、增強神經(jing)肌肉興奮(fen)性。
人體鈉(na)(na)的(de)(de)主要來源(yuan)為食物。鈉(na)(na)在(zai)小腸(chang)上部吸(xi)(xi)收(shou),吸(xi)(xi)收(shou)率極高,幾(ji)乎可(ke)全部被(bei)吸(xi)(xi)收(shou),故糞便(bian)中含鈉(na)(na)量很(hen)少(shao)。鈉(na)(na)在(zai)空(kong)腸(chang)的(de)(de)吸(xi)(xi)收(shou)大多是被(bei)動性(xing)的(de)(de),在(zai)回腸(chang)則大部分是主動的(de)(de)吸(xi)(xi)收(shou)。鈉(na)(na)與鈣(gai)在(zai)腎小管內的(de)(de)重吸(xi)(xi)收(shou)過程發(fa)生競爭,故鈉(na)(na)攝入(ru)量高時,會相應減(jian)少(shao)鈣(gai)的(de)(de)重吸(xi)(xi)收(shou),而增加尿鈣(gai)排泄。因尿鈣(gai)丟失約為鈣(gai)潴留的(de)(de)50%,故高鈉(na)(na)膳食對鈣(gai)丟失有(you)很(hen)大影響。
高溫、重體力勞動、經常出汗的人需(xu)要(yao)注意補充鈉(飲用(yong)淡鹽水等(deng))。
鈉普遍存在于(yu)各種食(shi)物(wu)(wu)中,一(yi)般動物(wu)(wu)性食(shi)物(wu)(wu)高于(yu)植物(wu)(wu)性食(shi)物(wu)(wu),但人體鈉來源主要為食(shi)鹽、以(yi)及加(jia)工、制備食(shi)物(wu)(wu)過程中加(jia)入的(de)鈉或含鈉的(de)復合物(wu)(wu)(如(ru)谷氨酸(suan)、小蘇打(da)等),以(yi)及醬油、鹽漬或腌制肉或煙熏食(shi)品、醬咸菜類、發酵豆制品、咸味休閑食(shi)品等。
人體(ti)內鈉(na)在一般情況下不(bu)易缺乏(fa)(fa)、但在某些情況下,如禁食(shi)、少食(shi),膳(shan)食(shi)鈉(na)限(xian)制(zhi)過嚴(yan)而(er)(er)攝入非常低(di)時(shi),或(huo)在高溫、重體(ti)力(li)勞動、過量出(chu)汗、腸(chang)胃疾(ji)病、反復嘔吐、腹瀉(xie)使(shi)鈉(na)過量排出(chu)而(er)(er)丟(diu)失(shi)時(shi),或(huo)某些疾(ji)病,如艾迪(di)生病引起(qi)腎不(bu)能有效保(bao)留鈉(na)時(shi),胃腸(chang)外營(ying)養缺鈉(na)或(huo)低(di)鈉(na)時(shi),利尿劑的使(shi)用而(er)(er)抑制(zhi)腎小管重吸收鈉(na)時(shi)均可引起(qi)鈉(na)缺乏(fa)(fa)。鈉(na)的缺乏(fa)(fa)在早期癥(zheng)狀不(bu)明顯(xian),倦怠、淡漠、無神、甚(shen)至起(qi)立時(shi)昏倒(dao)。失(shi)鈉(na)達0.5g/kg體(ti)重以(yi)上(shang)時(shi),可出(chu)現惡心、嘔吐、血(xue)壓下降(jiang)、痛性肌痙攣,尿中無氯化物檢出(chu)。
正常(chang)情(qing)況下(xia),鈉攝(she)入(ru)過多(duo)并(bing)不蓄積,但(dan)某些特殊情(qing)況下(xia),如誤將食鹽(yan)當(dang)食糖加(jia)入(ru)嬰兒奶(nai)粉中(zhong)喂養(yang),則可引起中(zhong)毒(du)甚(shen)至死亡。急性中(zhong)毒(du),可出現(xian)水腫(zhong)、血壓上升、血漿膽固醇(chun)升高、脂肪清除率降低、胃黏膜上皮細胞受損等(deng)。鈉的適宜攝(she)入(ru)量(liang)(AI)成人為2200mg/d。
浸放(fang)于液(ye)體(ti)石蠟、礦物(wu)(wu)油(you)(you)和苯系物(wu)(wu)中密封保(bao)存,大(da)量通常儲存在(zai)(zai)鐵桶中充氬氣(qi)密封保(bao)存。金(jin)屬鈉不能保(bao)存在(zai)(zai)煤油(you)(you)中是因為與煤油(you)(you)中的(de)有(you)機(ji)酸等物(wu)(wu)質反(fan)應(ying)成有(you)機(ji)酸鈉等物(wu)(wu)質(呈黃色)附著在(zai)(zai)鈉表(biao)面。當(dang)保(bao)存在(zai)(zai)石蠟油(you)(you)中時,空氣(qi)中的(de)氧氣(qi)也會進入石蠟油(you)(you),使(shi)金(jin)屬鈉的(de)表(biao)面變灰(hui),形成氧化物(wu)(wu)膜。
在(zai)純度要求不高的少量(liang)保存(cun)時(shi)可用煤油浸(jin)泡(pao),如實驗室保存(cun)。貯于陰涼干(gan)燥處,遠(yuan)離火種、熱源。少量(liang)一般(ban)保存(cun)在(zai)液體石蠟中。與氧(yang)化劑、酸類、鹵素(su)分儲分運(yun)。