鈉是一種質地軟(可以用普通餐刀切割)、輕、蠟狀而極有伸展性的銀白色(當剛切好時,存放久了會呈黃色)的1A族的鹼金屬元素。
鈉的化學性質很活潑。在空氣中很容易氧化生成氧化鈉,燃燒發出黃色火焰生成過氧化鈉。和水起爆炸反應(產生高溫使自己熔成一個銀白色的圓球在水面高速移動,並不斷釋放氫),生成氫氧化鈉(鹼性溶液);與醇反應生成醇鈉。因此通常保存在煤油或石蠟中。鈉可以和大部分元素反應,但是很難和硼、碳、鐵和鎳反應。鈉在高溫下可以和矽酸鹽反應,侵蝕玻璃和瓷器。
鈉在自然界中以化合物的形式存在,是最常見的鹼性金屬,也是地球上第六豐富的元素[1]。鈉大量的存在於鈉長石(NaAlSi3O8)、食鹽(氯化鈉)、智利硝石(硝酸鈉)、純鹼(碳酸鈉)等礦物中。此外,在海水中以鈉離子的形式存在,在海水中含量約為2.7%。鈉也是人體肌肉和神經組織中的主要成分之一。
鈉的製法
當斯法
在食鹽(即氯化鈉)融熔液中加入氯化鈣,油浴加熱並電解,溫度為500℃,電壓6V,通過電解在陰極生成金屬鈉,在陽極生成氯氣。然後經過提純成型,用液體石蠟進行包裝。
化學方程式:
-
卡斯納法
以氫氧化鈉為原料,放入鐵質容器,熔化溫度320~330℃,以鎳為陽極,鐵為陰極,在電極之間設置鎳網隔膜,電解電壓4~4.5V,陰極析出金屬鈉,並放出氧氣。再將製得的金屬鈉精製,用液體石蠟包裝。
化學方程式:
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鈉在很多種重要的工業化工產品的生產中得到廣泛應用。鈉鉀合金可以用作核反應爐的冷卻材料,有機合成的還原劑。可用於製造氰化鈉、維生素、香料、染料、鈉汞齊、四乙基鉛、金屬鈦等,還可用於石油精製等方面。
鈉可用在鈉蒸氣燈中,尤其在內燃機用的致冷閥中作為一種傳熱劑。
氯化鈉(俗稱食鹽)是人體不可缺少的物質,是一種調味劑,被廣泛使用。
對人體
鈉是人體必需的礦物質營養素
[2] [3]。體內的鈉大多存在於血液及細胞外液,於人體的體液平衡及其他的生理功能都有很大的關聯。
鈉離子(下文中簡稱鈉)是
細胞外液中帶正電的離子中含量最豐富的,在身體內有助維持
滲透壓,也協助
神經、
心臟、
肌肉及各種生理功能的正常運作。鈉與水在體內的代謝與平衡有相當密切的關係,對
血壓更有相當的影響。鈉是各種
體液內常見的離子成分,體內的鈉主要經由
腎臟製造的
尿液排除,但
汗水大量流失時,也可排出相當量的鈉。體內對鈉的調節與對水的調節息息相關,在
下視丘可分泌
抗利尿激素,作用於
腎臟以減少水的排除,進而調控體內水與鈉的比例。
鈉的攝入主要是通過食物,尤其是食鹽(NaCl)。成人每日建議攝取量為2.3克,兒童與少年為1.5-2.2克
鈉排出的主要途徑是腎臟、皮膚及消化道。皮膚對鈉的排洩主要是通過汗液的排出,特殊情況下,如大量出汗等,通過皮膚排出的鈉則大大增加。少量的鈉隨糞便排出。 一般情況下腎臟是鈉的主要排泄器官。腎臟根據身體鈉含量的情況調節尿中排鈉量。腎小管過濾的鈉有95%經腎小管再吸收:近端腎小管吸收約65%,亨利氏管吸收25%,其餘10%在遠端腎小管與鉀、氫分泌相交換。
鈉離子的濃度與血液體積有正比關係;鈉離子濃度太高時,血液及細胞外液也會增加,造成高血壓
當細胞外液鈉濃度低、鉀離子濃度增加時,會刺激腎上腺皮質分泌醛固酮,該激素可以增加遠曲小管和集尿管的通透性,使得更多的鈉得以再吸收回小管周邊微血管中,並排除較多鉀離子;隨著鈉離子的增加,細胞外液體積增加而升高血壓。
低血鈉症
體液中鈉的濃度太低即為低血鈉症(Hyponatremia)。發生的原因可能是:攝取過多水份、腎臟功能損壞、肝硬化、心臟病、長期腹瀉、ADH分泌不正常等。當血液中的鈉濃度突降時,嚴重的症狀很快就出現。腦對鈉濃度很敏感,所以首先會無精打采及思考遲鈍。若情況更嚴重,接下來會肌肉抽搐、神志不清、昏迷甚至死亡。
輕微的低血鈉症可由控制飲食中的液體量(一天少於1L)而治療。嚴重的低血鈉症很危急,醫生可用藥物或靜脈注射緩慢增加血液中的鈉含量。若血液中的鈉濃度增加太快,會造成嚴重且通常為永久的腦部損傷。
血鈉症
血液中鈉的濃度太高即為高血鈉症(Hypernatremia),主要由脫水引起。發生的原因可能有:攝取過少水分、腹瀉、嘔吐、發燒、過度出汗、尿崩症、腦下垂體受損、其他電解質失調、鐮型血球病、使用藥物等等。高血鈉症在老年人當中最普遍。高血鈉症最重要的症狀起因於腦部官能障礙,嚴重高血鈉症會導致混亂、肌肉痙攣、發作、昏迷、甚至死亡。
高血鈉症可由恢復供水治療。較嚴重的高血鈉症要經由靜脈給予稀釋液體(含水以及少量仔細調整濃度的鈉 )。血液中的鈉濃度必須非常緩慢的下降,否則會造成永久的腦部損害
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