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鈉離子

鈉離子,是由鈉原子失去最外層的一個電子得到的,顯正1價,書寫為Na。鈉是一種質地軟、輕、狀而極有伸展性的銀白色的IA族的鹼金屬元素

參考資料

原子序數

核外電子排布:1

化合價:+1

共價半徑: 1.54

離子半徑: 0.098

密度:0.971

熔點:97.8

沸點:892

所屬周期:3

所屬族數:IA

硬度:0.6

電導係數: 0.238

線膨脹係數: 7.2

比熱容: 0.293

元素符號

Na

性狀

鈉是一種質地軟、輕、蠟狀而極有伸展性的銀白色的1A族的鹼金屬元素。

摺疊化學性質 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。和水起爆炸反應,生成氫氧化鈉,與醇反應生成醇鈉。因此通常保存在煤油中。鈉可以和大部分元素反應,但是很難和硼、碳、鐵和鎳反應。鈉在高溫下可以和硅酸鹽反應,侵蝕玻璃和瓷器。

發現

1807年,英國化學家戴維首先用電解熔融的氫氧化鈉的方法製得鈉並命名。[1]

名稱由來

只有在19世紀用的英文字Natrium。來源natron,原指天然鹼。此字從西班牙文傳法文,然後英文。最開始是在阿拉伯文寫為natrūn。希臘文是使用個阿拉伯文變體nitrūn,所以變成nítron(此字是氮的來源)。然後在從希臘文的nítron傳到西班牙文。

分布

鈉在自然界中以化合物的形式存在。分布很廣泛。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。[2]

製備及方程式

鈉的製備方法主要有當斯法(Downs)和卡斯納法(Castner)。

當斯法在食鹽中加入氯化鈣,電解浴加熱,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:2NaCl ══2Na + Cl2

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,並放出氫氣。再將製得的金屬鈉精製,用液體石蠟包裝。

化學方程式:2NaOH =(通電)2Na + H2 ↑+ O2↑

同位素

鈉-23

用途

以前金屬鈉主要用於製造車用汽油的抗爆劑,但由於會污染環境,已經很少用了。

鈉在很多種重要的工業化工產品的生產中得到廣泛應用。可以用作核反應堆的冷卻材料,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。

對人體的影響:鈉在身體內有助血壓、神經、肌肉的正常運作。鈉是細胞外液中帶正電的主要離子,能夠參於水的代謝,保證體內水的平衡。鈉還可以維持體內酸和鹼的平衡。它是胰汁、膽汁、汗和淚水的組成成分。

人體缺乏鈉會引致生長緩慢、食慾減退、昏睡、低血糖、心悸等症狀,導致哺乳期的女性奶水減少、肌肉痙攣、噁心、腹瀉和頭痛。過多的鈉則會引致水腫、血壓高。如果誤將食鹽當作食糖給嬰幼兒食用,有可能導致死亡。身體健康者會透過腎將多餘的鈉排出體外。

嬰兒和兒童的每日的鈉需要量估計為58毫克。健康的成年人每日食用的鈉量比幼兒稍高便可維持鈉的平衡。

鈉參考值

離子選擇電極法為135~145mmol/L

火焰光度法為138~143mmol/L

【分析變異】

火焰光度法的變異係數為CV=1%

【生物學變異】

高鈉飲食約可升高15%,晝夜律變異中約高3%,最高值在11時。

長期低鈉飲食約低5%。

【藥物影響】

1.升高引起鹽瀦留的藥物有氫化考的松(伴水腫)、糖皮質激素、氟氫考的松(伴水腫)、合成的類固醇、皮質類固醇、促皮質素(伴水腫)、考的松、去氧皮質酮(伴水腫)、強的松龍(很輕度)、強的松(輕度)、醛固酮、黃體酮、雌激素(水瀦留)、口服避孕藥、血管緊張素、保泰松、羥保泰松(明顯)、蘿芙木、二氮嗪、胍乙啶(可能是損害腎小管功能所致)、甲基多巴(水腫)、肝素鈉和重碳酸鈉(亦可致代鹼)。

山梨醇和甘露醇的脫水作用可使血鈉相對升高。靜注氨基酸可致鈉瀦留。甲氧氟烷損害腎小管功能。硼酸中毒時引起急性腎小管腎病。氯壓定很可能直接作用於腎小管。靜注硫酸鈉可引起液體瀦留、昏迷、四環素可致高血鈉伴腎損害。

2.減少 由於其利尿作用而致血鈉降低的藥物有雙氫氯噻嗪、噻嗪類、氨苯喋啶、尿素、氯噻嗪、利尿酸、速尿、多噻嗪、氯噻酮(伴鉀喪失)和汞利尿劑。

環噻嗪、氯磺丙舒和長春新鹼可使抗利尿激素不適當的分泌致血鈉減少。

安體舒通能對抗醛固酮對遠端腎小管中鈉重吸收的促進作用,故Na和CI排泄增加而致血鈉減少。

二氯苯磺胺離解產生氯離子置換HCO-3產生高氯性酸中毒,細胞外液過量的氯引起利尿,該離子同時帶起了陽離子鈉、鉀和水。

加壓素可發生鈉減少伴水瀦留。硫酸鹽可與鈉結合而排泄,致血鈉降低。二性黴素B有明顯降低血鈉作用,甘油最大作用少於5%。

3.化學干擾銅、鉀、鈣和高濃度蛋白在高溫時均可影響火焰光度法,致血鈉升高,氟化物干擾試驗使血鈉升高。

病理學

1.升高 見於高滲昏迷、尿崩症、大量出汗、高燒、燒傷、重複輸血、脫水、動脈硬化高血壓、糖尿病酸中毒、腎上腺皮質功能亢進、原發和繼發性醛固酮增多症等。

2.降低見於高脂血症引起的低鈉血症、腎病綜合徵、重症腎盂腎炎、通氣過度、腹瀉、嘔吐、吸收不良綜合徵、阿迪森氏病、肝功不全、心功不全、抗利尿激素分泌過多、糖尿病昏迷。

醫學水平

1.150mmol/L以上 參考值上限以上,應尋找高鈉血症的原因。補充查血球壓積、K和滲透壓等。

2.135mmol/L低於參考值下限,應補充檢查血漿鉀、尿鉀、滲透壓和腎功能。

3.115mmol/L為昏迷和意識模糊的危險界限。

鈉 -- 構成食鹽的金屬元素 膳食中的鈉主要存在於食鹽中,它是烹飪中重要的調味品,也是保證肌體水份平 衡的最重要物質,沒有食鹽,人的生存將受到障礙。食鹽在防止食品腐敗上有重要作用,鈉是構成食鹽的不可缺少的成份。 一、 鈉的主要生理功能 1.鈉是細胞外液中帶正電的主要離子,參於水的代謝,保證體內水的平衡。 2.維持體內酸和鹼的平衡。 3.是胰汁、膽汁、汗和淚水的組成成分。 4.參於心肌肉和神經功的調節。 和氯離子組成的食鹽是不可少的調味品。 二、 鈉的盈缺對健康的影響 因為幾乎所有食物都含有一些鈉,所以很少發生鈉缺乏問題。但食用不加鹽的嚴格素食或長期出汗過多、腹瀉、嘔吐及腎上腺皮質不足等情況下,會發生鈉缺乏症。鈉缺乏症可造成生長緩慢、食慾減退、由於失水體重減輕、哺乳期的母親奶水減少、肌肉痙攣、噁心、腹瀉和頭痛。此外,過多出汗和鹽量不足可同時使熱能耗盡,在這種情況下,應服用鹽片和補充大量水分。膳食中長期攝入過多的鈉將導致高血壓,如果誤將食鹽當作食糖給嬰幼兒食用,有可能導致死亡。 三、 鈉的日推薦量 嬰兒和兒童的鈉需要量估計為58毫克。每升人奶含鈉161毫克,而普通瓶裝奶品每升含鈉161~391毫克,每升牛奶含鈉483毫克。一歲以內嬰兒平均每天食用鈉量從出生2個月的嬰兒每天約300毫克到12個月的嬰兒每天約1400毫克,遠遠超過需要量。健康的成年人食用的鈉量比幼兒最低需要量稍高便可維持鈉的平衡。在高溫環境下,丟失1升水需要補充2~7克氯化鈉。對具有高血壓家史的人,食用鹽量應限制在每天1~2克。

參考來源