鈉是一種質軟,銀白色,有金屬光澤的金屬,在地殼中鈉的含量為2.83%,居第六位,主要以鈉鹽的形式存在,鈉也是人體肌肉和神經組織中的主要成分之一。在古漢語中,“鈉”字的意思是鍛鐵。
金屬鈉的物理性質
1、銀白色金屬。
2、質軟。
3、密度比水小,能浮在水面上。
4、熔點低,小于100度。
5、能導電導熱。
6、具有良好的延展性。
7、能在熔融狀態下置換稀有金屬,相對原子質量:22.99,原子體積(立方厘米/摩爾):23.7,金屬很軟,可以用小刀切割。切開外皮后,可以看到鈉具有銀白色的金屬光澤。鈉是熱和電的良導體。鈉的密度是0.97g/cm3,比水的密度小,鈉的熔點是97.81℃,沸點是882.9℃。
金屬鈉的制取方法
1、戴維法
戴維是通過電解法首先制得的金屬鈉,隨后幾十年內,工業上采用鐵粉和高溫氫氧化鈉反應的方法制備金屬鈉,同時得到四氧化三鐵和氫氣。電解氫氧化鈉也得到金屬鈉,但是此方法使用較少。當前工業上普遍采用氯化鈉-氯化鈣熔鹽電解法制金屬鈉。
2、當斯法
在食鹽(即氯化鈉)融熔液中加入氯化鈣,油浴加熱并電解,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。然后經過提純成型,用液體石蠟進行包裝。
化學方程式:
3、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,并放出氧氣。再將制得的金屬鈉精制,(在此實驗中由于熔融狀態的鈉的密度約為:0.968g/cm2,而熔融狀態下的氫氧化鈉的密度約為:2.130g/cm2,所以最終產生的熔融狀態的鈉單質會浮在熔融的氫氧化鈉上,與空氣中的氧氣快速化合發生危險,所以要在稀有氣體的保護下進行此實驗,否則會發生危險!)
金屬鈉的主要用途
1、做還原劑。用以將鈦、鋯、鈮、鉭等在國防工業上有重要用途的金屬從其熔融的鹵化物中還原出來,我國生產水平十分落后。
2、做化工原料。用以生產丁鈉橡膠、氫化鈉、過氧化鈉、氰化鈉、以及碳酸鈉等含鈉化合物,用途十分廣泛:如食品、生物、制藥、橡膠、皮革、化工、消防、陶瓷、玻璃、水處理等行業。這是鈉的最大一部分工業應用,中外水平規模互有優劣。
3、制造合金。鈉與汞的合金鈉汞齊,用做有機合成的還原劑。鈉鉛合金,用于汽油抗爆劑的生產。鈉鉀合金,用做核反應堆的冷卻劑和熱交換劑。我國相關技術水平較低,除部分鈉汞齊外,基本依賴進口。
4、用于生物學研究中的放射性示蹤分析。由于其半衰期很短,對人體損害不大。
5、做電光源。鈉蒸氣的黃光透霧力強,用鈉制造的高壓鈉燈廣泛用于公路照明。不過,高質量的鈉燈亦多為鬼子產品。