Written by AZoMJun 18 2012

化学式

Na

取り扱うトピック

背景
基本情報
主要なもの
性質
発生
同位体
ナトリウムの生産
健康面
応用

背景

炭酸ナトリウムまたはソーダ（Na2CO3）は古代に最も人気のあるナトリウム化合物であった。 ソーダはエジプト人によってナトロンと呼ばれ、後にローマ人はそれに似た名前、ナトリウムを使い、その化学記号Naの起源を説明しています。

ソーダの起源はアラビア語のSudaで、ソーダが時々頭痛に使われたので頭痛を意味する。 ラテン語では、スダはソダヌムとなり、ナトリウムという名称が発展しました。

1800年代初頭、デイヴィは化合物から活性元素を抽出する方法を発見しました。 1807年、彼は苛性ソーダ（NaOH）の電気分解によってナトリウムを調製した。

基本情報

ナトリウムの基本情報は表1.の通りである。 ナトリウムの基本的性質

22.0

周期表のグループ名ブロック

銀白色

370.5℃。95 K (97.80°C or 208.04°F)

1156 K (883°C or 1621°F)

0.8 K (883°C or 1616°F)

5.139 eV

名称 ナトリウム
記号 Na
原子番号 11
原子量 。98976928 amu
標準状態 298Kで固体
CAS 登録 ID 7440-23-…5
周期表のグループ 1
グループ名 アルカリ金属
周期表の期間 3
周期表のブロック s-> 1
色
分類 金属
融点
沸点
密度 370.7 g/cm3
安定同位体数 1
電離エネルギー
酸化状態 +1

Key Properties

Naの主要特性は次の通りです。

  • 反応性が高く、水と爆発的に反応する
  • ワックス状の外観を持つ銀白色の金属である
  • 明るく輝く表面で軟質である。 しかし、空気中の酸素と反応すると酸化ナトリウム（Na2O）の皮膜ができ、くすんでくる
  • ナトリウムの密度は水よりわずかに小さい
  • 電気をよく通す
  • 室温で酸素と反応する
  • 加熱すると、酸化ナトリウム（Na2O）の皮膜ができ、くすむ。 非常に急速に燃焼し、鮮やかな黄金色の炎で燃える
  • 酸と反応して水素ガスを発生する
  • 水銀に溶けてナトリウムアマルガムを形成する

発生

自然界ではナトリウムは遊離元素として存在することはありえない。 それは特に水および酸素と非常に活発であり、それ故に常に化合物の一部として発生します。 地球上で最も一般的なナトリウム源はハライトである。

ハライトはほぼ純粋な塩化ナトリウム（NaCl）であり、岩塩としても知られています。 ハライトは、古代の海が塩化ナトリウムを残して蒸発したときにできた地下堆積物と、アメリカ、イギリス、フランス、ドイツ、中国、インドにある大規模な堆積物のある乾燥湖底で見つけることができます。

同位体

Sodium-23 は、ナトリウムの唯一の自然発生同位体である。

ナトリウムの放射性同位体は6つ存在しますが、商業的な意義があるのは2つだけです。

  • ナトリウム22とナトリウム24はナトリウムの2つの放射性同位元素で、医療用途に使用されています。 24番ナトリウムは電解質トレーサーとして、人の体内でナトリウムが通る経路を追跡し、取り込みレベルが正常範囲内にあるかどうかを見るために使用され、22番ナトリウムは核医学イメージングでポジトロン放出断層撮影に使用されています。
  • また、ナトリウム-24は医療以外の用途にも使用されます。 例えば、産業用パイプラインのリークテストに使用されます。 ナトリウム放射線の透過力が限られているため、検出器は漏水箇所でのみ放射性ナトリウムを検出することができます。 また、24番ナトリウムは半減期が15時間と短いため、この用途に適しています。

ナトリウムの製造

ナトリウム金属は、塩化ナトリウムと塩化カルシウム（CaCl2）の混合物をダウンプロセスを使用して電気分解することによって製造されます。 炭酸カルシウムは混合物の融点を約600℃に下げるために加えられます。

電流が溶解した混合物に渡されるとき、NaClは陰極に引き付けられるナトリウムと分解します。 密度が低いため表面に浮上し、叩き出すことができる。

健康面

ナトリウムには、人間や動物、植物にとって重要な働きがいくつかあります。 人間では、ナトリウムは細胞内に存在する体液の量を制御しています。 ナトリウムの不足または過剰は、細胞が水を得たり失ったりすることになります。

多くのナトリウム化合物は、動物や植物において発がん性物質や毒素として有害である。

Applications

ナトリウムのアプリケーションは次のとおりです：

  • それは時々、原子力発電所の熱交換媒体として使用されています。 液体ナトリウムは炉心を取り囲む配管に封入される。 発生した熱はナトリウムに吸収され、パイプの中の熱交換器に押し出され、発電に利用されることがあります。
  • ナトリウムはチタンなどの金属を作るのに使われます。 ナトリウムを四塩化チタン（TiCl4）と反応させ、チタンを得ることができる。
  • ナトリウムは触媒として人工ゴムを作るのに使われます。
  • 電流とナトリウムの蒸気が結合して黄色く光ります。 この原理を利用して、ナトリウムランプが作られています。
    • 高圧ナトリウムランプは、水銀を使用しているため、自然な色合いの光が得られる
    • 低圧ナトリウムランプは、ネオンと一緒に少量のナトリウムを使用し、明るさと経済性を両立させている