钠

钠的化学性质很活泼。在空气中很容易氧化生成氧化钠，燃烧发出黄色火焰生成过氧化钠。和水起爆炸反应（產生高温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），生成氢氧化钠（鹼性溶液），与醇反应生成醇钠。因此通常保存在煤油中。钠可以和大部分元素反应，但是很难和硼、碳、铁和镍反应。钠在高温下可以和硅酸盐反应，侵蚀玻璃和瓷器。

[编辑] 发现

1807年，英国化学家戴维首先用电解熔融的氢氧化钠的方法制得钠并命名。

[编辑] 名称由来

從個只有在19世纪用的英文字Natrium。来源natron，原指种天然碱。此字从西班牙文传法文，然后英文。最开始是在阿拉伯文写为natrūn。希腊文是使用个阿拉伯文变体nitrūn，所以变成nítron（此字是氮的来源）。然后在从希腊文的nítron传到西班牙文。

[编辑] 分布

钠在自然界中以化合物的形式存在。分布很广泛。钠大量的存在于钠长石（NaAlSi₃O₈）、食盐（氯化钠）、智利硝石（硝酸钠）、纯碱（碳酸钠）等矿物中。此外，在海水中以钠离子的形式存在，在海水中含量约为2.7%。钠也是人体肌肉和神经组织中的主要成分之一。

[编辑] 制备

钠的制备方法主要有当斯法（Downs）和卡斯纳法（Castner）。

[编辑] 当斯法

在食盐中加入氯化钙，电解浴加热，温度为500℃，电压6V，通过电解在阴极生成金属钠，在阳极生成氯气。然后经过提纯成型，用液体石蜡进行包装。

化学方程式：

2NaCl → 2Na + Cl₂

[编辑] 卡斯纳法

以氢氧化钠为原料，放入铁质容器，熔化温度320~330℃，以镍为阳极，铁为阴极，在电极之间设置镍网隔膜，电解电压4~4.5V，阴极析出金属钠，并放出氢气。再将制得的金属钠精制，用液体石蜡包装。

化学方程式：

4NaOH → 4Na + H₂ + O₂

[编辑] 同位素

主条目：钠的同位素

已发现的钠的同位素共有15种，包括钠19至钠33，其中只有钠23是稳定的，其他同位素都带有放射性。

[编辑] 用途

钠在很多种重要的工业化工产品的生产中得到广泛应用。钠钾合金可以用作核反应堆的冷却材料，有机合成的还原剂。可用于制造氰化钠、维生素、香料、染料、钠汞齐、四乙基铅、金属钛等，还可用于石油精制等方面。

钠可用在钠蒸气灯中，尤其在内燃机用的致冷阀中作为一种传热剂。

氯化鈉（食鹽的化學名稱）是人體不可缺少的物質，是一種調味劑，被廣泛使用，但有研究指出服食太多氯化鈉會致癌。

[编辑] 对人体的影响

鈉是人體必需的礦物質營養素^[1] ^[2]。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)是细胞外液中带正电的離子中含量最豐富的，在身体内有助維持滲透壓，也協助神经、心臟、肌肉及各種生理功能的正常運作。鈉與水在體內的代谢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。

[编辑] 含量與分佈

人體鈉含量為105克，其中骨骼表面佔總含量的30%。血鈉正常濃度為每升血液含鈉3.15-3.4克。^[3]

每日鈉流失量約為115毫克，其中23毫克由尿及排洩物排出，46-92毫克經由表皮流失。

[编辑] 吸收與排泄

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公克，兒童與少年為1.5-2.2公克^[4]。每日攝入的鈉幾乎全部都由胃腸道吸收，人體鈉吸收率為95-100%。

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。

[编辑] 生理與生化功能

葡萄糖吸收
- 小腸細胞面對腸腔細胞膜上具有攜帶蛋白Na+/glucose cotransport，與葡萄糖或半乳糖及鈉離子形成一複合體後，將單醣和鈉送入細胞內。小腸細胞面對微血管之細胞膜上具有鈉泵(sodium pump)，利用ATP將細胞內的鈉釋入血液，而葡萄糖或半乳糖則經由血液輸往肝臟。

Na Channel
- 穿過細胞膜上的蛋白質，提供鈉離子進出細胞的通道，可維持細胞內外的電位差。

Na+/H+ exchanger & Cl-/HCO3- exchanger
- 細胞內外的離子交換，保持電中性。Na+/H+ exchanger 用一個細胞外的質子交換細胞內的鈉離子，可調控細胞內的 pH 值、細胞體積及鈉離子的進出；目前已發現六種 isoform。Cl-/HCO3- exchanger 則是用一個細胞內的 HCO3- 換一個細胞外的 Cl- 。

調節水分平衡
- 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。人體在心臟、血管及腎都有血壓的偵察器。當血壓不正常時身體就會開始調節。當身體水分缺乏時，細胞外液溶質濃度增加(高濃度之鈉)，因而使血漿滲透壓上升，此反應會刺激下視丘滲透壓感應器讓身體產生口渴的感覺，並同時刺激腦下腺後部產生抗利尿激素 (ADH)。當此激素進入循環系統而流至腎臟時，它會使遠端腎小管和集尿管壁對水的通透性增加，並促進水分再吸收以降低血漿滲透壓。若細胞外液溶質濃度下降，下視丘(hypothalamus 滲透壓感應器則不受刺激，不會產生ADH，較多的水分將隨尿液排出體外，得以維持正常電解質濃度。

離子平衡之調節
- 細胞外液鈉濃度的調節受到神經和激素的控制。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(aldosterone )，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。當細胞外鈉濃度很高時，腎上腺皮質停止分泌醛固酮，因此有較多的鈉得以被排除；當腎上腺無法製造足量的醛固酮時，大量的鈉離子排至尿液中，水因滲透壓而與鈉一起離開體外，因此血量顯著下降，如此病人會死於血壓過低。

協助氯離子再吸收
- 當鈉離子再吸收時，因為它帶有正電荷，故會吸引一個陰離子(通常為氯離子)一起通過細胞膜，因此氯離子之再吸收即與鈉離子之再吸收平行。

動作電位
- 鈉可由細胞膜的鈉離子通道進出細胞。在神經系統中，鈉及其他離子可造成動作電位，用於傳遞神經訊息。

[编辑] 異常症狀

[编辑] 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。

[编辑] 高血鈉症

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。

[编辑] 参见

[编辑] 外部链接

[编辑] 註解

^ Gropper SS, Groff JL, et al. （2005）Advenced Nutrition and Human Metabolism, 4th ed., pp. 402-404. Wardswirth, ISBN 0-534-55986-7
^ http://www.shiliao.com.cn/2005/3-11/15350868087.html
^ Institute of Medicine （2005） Dietary Reference Intakes for Water, Potassium, Sodium, Chloride, and Sulfate. pp. 269-423. National Academy Press, ISBN 0-309-53049-0
^ Institute of Medicine （2005） Dietary Reference Intakes for Water, Potassium, Sodium, Chloride, and Sulfate. pp. 269-463. National Academy Press, ISBN 0-309-53049-0