鈉是一種質(zhì)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(jīng)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(zhì)
1、銀白色金屬。
2、質(zhì)軟。
3、密度比水小,能浮在水面上。
4、熔點(diǎn)低,小于100度。
5、能導(dǎo)電導(dǎo)熱。
6、具有良好的延展性。
7、能在熔融狀態(tài)下置換稀有金屬,相對(duì)原子質(zhì)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(dǎo)體。鈉的密度是0.97g/cm3,比水的密度小,鈉的熔點(diǎn)是97.81℃,沸點(diǎn)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(nèi),工業(yè)上采用鐵粉和高溫氫氧化鈉反應(yīng)的方法制備金屬鈉,同時(shí)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(dāng)前工業(yè)上普遍采用氯化鈉-氯化鈣熔鹽電解法制金屬鈉。
2、當(dāng)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(jīng)過提純成型,用液體石蠟進(jìn)行包裝。
化學(xué)方程式:
3、卡斯納法
以氫氧化鈉為原料,放入鐵質(zhì)容器,熔化溫度320~330℃,以鎳為陽極,鐵為陰極,在電極之間設(shè)置鎳網(wǎng)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(shí)驗(yàn)中由于熔融狀態(tài)的鈉的密度約為:0.968g/cm2,而熔融狀態(tài)下的氫氧化鈉的密度約為:2.130g/cm2,所以最終產(chǎn)生的熔融狀態(tài)的鈉單質(zhì)會(huì)浮在熔融的氫氧化鈉上,與空氣中的氧氣快速化合發(fā)生危險(xiǎn),所以要在稀有氣體的保護(hù)下進(jìn)行此實(shí)驗(yàn),否則會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)!)
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(yè)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(chǎn)水平十分落后。
2、做化工原料。用以生產(chǎn)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(yè)。這是鈉的最大一部分工業(yè)應(yīng)用,中外水平規(guī)模互有優(yōu)劣。
3、制造合金。鈉與汞的合金鈉汞齊,用做有機(jī)合成的還原劑。鈉鉛合金,用于汽油抗爆劑的生產(chǎn)。鈉鉀合金,用做核反應(yīng)堆的冷卻劑和熱交換劑。我國相關(guān)技術(shù)水平較低,除部分鈉汞齊外,基本依賴進(jìn)口。
4、用于生物學(xué)研究中的放射性示蹤分析。由于其半衰期很短,對(duì)人體損害不大。
5、做電光源。鈉蒸氣的黃光透霧力強(qiáng),用鈉制造的高壓鈉燈廣泛用于公路照明。不過,高質(zhì)量的鈉燈亦多為鬼子產(chǎn)品。