钠的化学性质与用途-有趣得让人睡不着的化学

Sodium
相对原子质量22.99

来源于拉丁语的natron（碳酸钠）。sodium来自于阿拉伯语的suda（头痛药）。

钠是碱金属中质地软、银白色的金属。钠的化学性质非常活泼，容易和空气中的氧气反应，遇水也会发生激烈反应，因此需要放到煤油中保存。

将含钠的化合物放到无色火焰中加热时，会出现黄色的焰色反应。隧道中的黄色照明灯就是钠灯。

岩石和海水中富含钠盐。食盐就是我们身边最常见的一种钠盐。味精中的谷氨酸钠、泡打粉中的碳酸氢钠（小苏打）、肥皂都是钠的化合物。洗涤灵或者食品添加剂中的成分上只要显示～钠，或者～Na，就包含钠盐。

通常情况下，我们的细胞外液中富含钠离子，细胞内液中富含钾离子，它们成对出现，与我们身体的调节密切相关。

我还在读高中的时候，有一次老师让我处理没用的钠。老师给我的是一个装有几个钠块的瓶子，但里面的煤油已经失去作用，钠的表面已经变得硬邦邦了。

那所高中的校园里有一条小溪。这条小溪与神田川相连，流向东京湾。我首先把小块的钠扔到了小溪里。随后，钠像爆炸一样，出现一道水柱。之后，我又向水里扔了大块的钠，发生了爆炸，激起很高的水柱。可是我并没有停下，直到我把所有钠都投进了水里。

当时校园里的小溪很脏，根本看不出来有鱼生活在里面，并且发生爆炸时，也没有鱼被炸上来。然而，当钠和水反应以后，就生成了氢氧化钠，小溪的部分水质变成了强碱性。我的行为让小溪的水质更加恶化了。请大家千万不要学我。

理科课上会进行黄豆大小的钠和水反应的实验。钠放到水中，会在水面上迅速游动，并伴有轻微的嘶嘶声，产生氢气，最后变成无色透明的小球。小球就是反应得到的氢氧化钠，它一旦进入眼睛，就会让人失明，所以实验时要佩戴防护镜。

美国有一本Mad Science的书中有一篇题为《用剧烈方法制作食盐》的实验很吸引我。

从氯气储气瓶中向反应容器倒入氯气，反应容器中会产生大量白烟。反应容器的上方挂有一个放有爆米花的塑料网。反应容器中提前放置着软软的银白色金属钠，氯气就是通向这里的。于是就会发生钠＋氯气→氯化钠的剧烈反应，白烟状的氯化钠就会给上面的爆米花加上咸味。

这本书是我的朋友高桥信夫翻译的，他从作者那里听到了实验背后的故事：白烟的温度过高，把塑料网给熔化了，结果爆米花到处都是。

我曾经做过小规模的钠和氯气反应的实验：加热装有钠的试管，并导入氯气。试管内发生剧烈反应，并产生氯化钠。(www.xing528.com)

日本的制盐从弥生时代（公元前300～250）就开始了。人们把海水撒向沙地，水蒸发后就得到盐的结晶。古代的技术虽然简陋，却也能成功地制盐。

海水的主要成分除了食盐（氯化钠），还有导致海水很苦的卤水，也就是矿物质成分。因此，如果只单纯蒸发海水，就会得到有矿物质混合的食盐，也就是很苦的盐。

所以，制盐时就要尽量不让这些矿物质混入其中。幸运的是，煮干海水后，首先析出的就是氯化钠。但是其中还是会混有少量矿物质，尝起来略带苦味，人们也因此认为“天然盐”好吃。并且，从营养层面来说，天然盐中含有人体需要的镁等矿物质。

尽管如此，还是存在一些问题。海水中盐分析出的饱和浓度必须达到30％，但实际上海水中盐分的浓度只有3.5％，也就是说，必须要把海水浓缩10倍。如果用上全部燃料煮干海水的话，成本太高。所以，首先需要用其他方法来制作较浓的海水（苦卤水）。

距今约1200年的平安时代以前，人们把干燥的海藻表面的盐分冲洗到陶器中，或者将烧干的海藻灰浸入海水中，再用布过滤等，制造苦卤水。

随后，在平安时代鼎盛时期，人们将海水洒到用沙子做成的盐田，并不断地搅拌，通过太阳照射蒸发水分。然后，人们将含盐的沙子收集起来，再用海水冲洗，就得到了苦卤水。

除了盐沙以外，人们还可以用泵让海水在立体的树状装置上流过，通过太阳照射或者风来蒸发水分，得到苦卤水，再把得到的苦卤水重复使用，得到更浓缩的苦卤水。这样一来，就无需过多人力来搅拌盐沙，大大提高了生产效率。并且，即使天气不好，也可以利用风力来蒸发，这使得盐的定量生产成为可能。20世纪70年代，人们开始使用阳离子交换膜这种高分子材料制作苦卤水，在蒸发时使用真空蒸发法，节约了燃料。

1995年12月8日，快中子增殖反应堆“文殊号”（位于日本福井县敦贺市，电力输出功率为28万千瓦）发生钠泄漏，引发了火灾。

这个反应堆的冷却剂不是水，而是液态钠。事故的直接原因是温度探测器的接管断裂，造成液体钠通过温度计的管子泄漏到系统外，和空气中的水蒸气发生反应，导致火灾。

快中子增殖反应堆可以将核燃料不能用的铀238高效率转化成钚239，从而生成更多燃料，但美国、英国、法国、德国以及研究快中子增殖反应堆的其他国家，都处于终止计划阶段，因为用于冷却的钠太难控制了。

以实验为中心的元素定义即“用普通的化学方法不能使其再分解的物质就是元素”是有限制条件的。氢和氘是同位素关系，但是用电解这种普通的化学方法是可以将其分开的，而按照这个定义的说法，氢和氘就变成两种元素了。

因此，我们需要从原子性质的角度重新定义元素：元素是质子数相同的一类原子的总称。

其实，“元素”使用起来有时候有些模棱两可。比如你说“氧”，你到底是在说氧元素、臭氧的单质、氧气分子还是氧原子，这还需要语境来判断。