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  一、概况

  钠(sodium),一种金属元素,质地软,能与水反应生成氢气。在地壳中钠的含量为2.83%,居第六位,主要以钠盐的形式存在,如食盐(氯化钠)、智利硝石(硝酸钠)、纯碱(碳酸钠)等。钠也是人体肌肉组织和神经组织中的主要成分之一。在古汉语中,“钠”字的意思是锻铁。

  二、性状

  银白色立方体结构金属。新切面有银白色光泽,在空气中氧化转变为暗灰色。质软而轻,密度比水小,在-20℃时变硬,遇水剧烈反应,生成氢氧化钠和氢气并产生大量热量而自燃或爆炸。在空气中,燃烧时发亮黄色火焰。遇乙醇也会反应,跟乙醇的羟基反应,生成氢气和乙醇钠,同时放出热量。能与卤素和磷直接化合。能还原许多氧化物成元素状态,也能还原金属氯化物。溶于液氨时成蓝色溶液。在氨中加热生成氨基钠。溶于汞生成钠汞齐。相对密度(H2O)0.968。熔点97.82℃。沸点881.4℃。有腐蚀性。

  三、发现

  自然界的元素有两种存在形式:一种是以单质的形态存在,叫做元素的游离态;一种是以化合物的形态存在,叫做元素的化合态。钠的化学性质很活泼,所以它在自然界里不能以游离态存在,只能以化合态存在。

  在19世纪初,伏特(Volta A.G.,1745?1827,意大利科学家)发明了电池后,各国化学家纷纷利用电池分解水成功。英国化学家戴维(Davy H.,1778?1829,英国化学家)坚持不懈地从事于利用电池分解各种物质的实验研究。他希望利用电池将苛性钾分解为氧气和一种未知的“基”,因为当时化学家们认为苛性碱也是氧化物。他先用苛性钾的饱和溶液实验,所得的结果却和电解水一样,只得到氢气和氧气。后来他改变实验方法,电解熔融的苛性钾,在阴极上出现了具有金属光泽的、类似水银的小珠,一些小珠立即燃烧并发生爆炸,形成光亮的火焰,另一些小珠不燃烧,只是表面变暗,覆盖着一层白膜。他把这种小小的金属颗粒投入水中,即起火焰,在水面急速奔跃,发出刺刺的声音。就这样,戴维在1807年发现了金属钾,几天之后,他又从电解苛性钠中获得了金属钠。

  戴维将钾和钠分别命名为Potassium和Sodium,因为钾是从草木灰(Potash),钠是从天然碱─苏打(Soda)中得到的,它们至今保留在英文中。钾和钠的化学符号K,Na分别来自它们的拉丁文名称Kalium和Natrium。

  四、用途

  1.纯净的金属钠在工业上并没有多大用处,然而钠的化合物可以应用在医药、农业和摄影器材中。氯化钠就是餐桌上的食盐。液态的钠有时用于冷却核反应堆{钠钾合金在室温下呈液态,是核反应堆的导热剂,起把反应堆产生的热量传导给蒸气轮机的作用。熔融的金属钠在增值反应堆中可做热交换剂。 ) 以往金属钠主要用于制造车用汽油的抗暴剂,但由于会污染环境,已经日趋减少。金属钠还用来制取钛,钾,及生产氢氧化钠、氨基钠、氰化钠等。

  2.在初中教学中,常将金属钠与水的反应用作演示实验向学生展示碱金属的活泼性;在高中化学实验中会让学生自己动手操作,并且增多了钠与乙醇的反应,用以比较水与乙醇的酸性或极性。在科研实验中,金属钠可用来对有机试剂进行深度除水,例如GPC(凝胶液相色谱)对流动液的除水要求特别高,用作流动液或溶剂的四氢呋喃须经过初步除水(用沸石分子筛或无水硫酸镁等干燥剂过夜干燥)、深度除水及蒸馏才能使用。深度除水就可以用金属钠与四氢呋喃在70度左右进行回流,加入少量二苯甲酮作为指示剂,当液体变为深紫色时,水就已经除干净,直接将回流冷凝管改为直形冷凝管,把温度稍微再提高,就可以蒸出已经深度除水的四氢呋喃。

  


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