钠（Natrium）是一种金属元素，元素符号是Na，英文名Sodium。在周期表中位于第3周期、第ⅠA族，是碱金属元素的代表，质地柔软，能与水反应生成氢氧化钠，放出氢气，化学性质较活泼。钠元素以盐的形式广泛的分布于陆地和海洋中，钠也是人体肌肉组织和神经组织中的重要成分之一。体内钠大约有77～100克，约占体重的0.15%， 其中细胞外液占45%～50%，细胞内9%～10%， 骨骼占40%～47%。

伏特在19世纪初发明了电池后，各国化学家纷纷利用电池分解水成功。英国化学家汉弗里·戴维坚持不懈地从事于利用电池分解各种物质的实验研究。他通过电解熔融碳酸钠中获得了金属钠。 戴维将钠命名为Sodium，因为钠是从碳酸钠（Soda）中得到的，它仍然保留在英文中。钠的化学符号Na来自它的拉丁文名称Natrium。

钠为银白色立方体结构金属，质软而轻可用小刀切割，密度比水小，为0.968g/cm3，熔点97.72℃，沸点883℃。其晶体结构是由钠原子通过金属键结合起来的体心立方晶格。由于每个钠原子只有一个价电子，其固体摩尔原子体积较大，因而使它的晶体中金属键结合力较弱，这就使得金属钠具有很低的密度、硬度和熔点。新切面有银白色光泽，在空气中氧化转变为暗灰色。钠是热和电的良导体，具有较好的导磁性，钾钠合金（液态）是核反应堆导热剂。在钠的金属晶体中有活动性较大的自由电子，因而它有良好的导电性。在光的作用下，电子获得能量，从金属表面逸出，产生光电效应。钠单质还具有良好的延展性，硬度也低，能够溶于汞和液态氨，溶于液氨形成蓝色溶液。在-20℃时变硬。

已发现的钠的同位素共有22种，包括钠-18至钠-37，其中只有钠-23是稳定的，其他同位素都带有放射性。

钠是周期系中最活泼的金属元素之一，具有很高的反应活性。它能与电负性较大的非金属元素如氧、硫、氮、氢以及卤素等直接作用，一般是形成离子型化合物。常温和加热时分别与氧气化合（,），和水剧烈反应（），量大时发生爆炸。钠还能在二氧化碳中燃烧（），和电离能力很弱的液氨也能反应（）。

钠原子的最外层只有1个电子，很容易失去，所以有强还原性。因此，钠的化学性质非常活泼，能够和大量无机物，绝大部分非金属单质反应和大部分有机物反应，在与其他物质发生氧化还原反应时，作还原剂。在高温下钠能夺取氧化物中的氧或氯化物中的氯，将金属还原。例如:。尽管钠价格较贵，但它作为还原剂，仍然被利用在稀有金属的生产上。钠在有机合成上用作还原剂，它能与醇、醚等多种有机试剂反应生成钠的有机化合物。（）

钠及其离子有特征的火焰颜色——黄色，因此在分析化学上常利用焰色反应来检验它们。

我国钠资源丰富且分布均匀。钠资源的地壳丰度为2.75%，丰度较高，储量丰富，广泛分布于全球各地，不受地域限制，我国钠资源 2020年产量约占全球 22%，排名第一。而锂在地壳中的含量只有0.0065%，而钠的含量则为2.75%，是前者的400多倍。海水中即含有丰富的氯化钠，符合我国战略发展定位。同时，碳酸钠提钠也较为简单，供给充足，价格稳定低廉，价格仅为2739元/吨（重质纯碱，纯度99.2%，截止 2022年9月19日），供应链十分安全。

1.钠在自然界中并不以纯金属的形式存在，而是以化合物的形式存在于矿石中。因此，首先需要从矿石中提取钠。常用的矿石包括石灰石(Na2CO3)、岩盐(NaCl)和硝石(NaNO3)等。提取钠的方法有电解法和热还原法两种。

(1)电解法

电解法是目前最常用的提取钠的方法。首先将矿石研磨成细粉，然后与煤炭等还原剂混合，并加入适量的助熔剂。混合物经过预处理后，放入电解槽中进行电解。电解槽中加入适量的熔融盐(如氯化钠)，作为电解质。通常选择铸铁作为阴极，炭块作为阳极。通过外加电流，使阳极处发生氧化反应，阴极处发生还原反应，从而在阴极上析出纯钠。

(2)热还原法

热还原法是另一种提取钠的方法。将矿石与还原剂混合，并在高温下进行反应。在还原剂的作用下，矿石中的钠化合物被还原成金属钠。常用的还原剂有煤炭、焦炭等。反应后，通过冷却和分离等工艺步骤，得到纯度较高的金属钠。

2.钠的精炼

提取出的金属钠通常含有杂质，需要进行精炼处理，以提高其纯度。常用的精炼方法有蒸馏法和电解法,

(1)蒸馏法

蒸馏法是将提取出的钠加热至沸腾，并通过蒸汽冷凝的方式，将杂质蒸馏出去。这样可以去除大部分的杂质，提高钠的纯度。不过，蒸馏法只能去除一些挥发性杂质，对于不易挥发的杂质效果较差，

(2)电解法

电解法精炼是目前应用最广泛的方法。将提取出的钠溶解于适量的溶剂中，加入适量的电解质，然后进行电解。通过外加电流，使杂质在阳极或阴极处发生氧化或还原反应，从而将杂质分离出去。这种方法可以去除多种杂质，能够得到高纯度的金属钠。

3.工业钠的制备方法：工业制备钠主要依赖于电解金属钠的方法。目前工业上使用的方法主要有两种，分别是白炽炭煅炉法和氯碱法。白炽炭煅炉法是在高温下，利用还原剂将钠盐与还原剂混合加热，产生化学反应生成金属钠。电解法则是利用电解池将氯化钠溶液进行电解，将钠离子还原成金属钠。

1.作为还原剂：在国防工业中，用于将钛、锆、铌、钽等金属从其熔融的卤化物中还原出来。

2.作为化工原料：用于生产多种含钠化合物，包括丁钠橡胶、氢化钠、过氧化钠、氰化钠和碳酸钠等，这些化合物在食品、生物、制药、橡胶、皮革、化工、消防、陶瓷、玻璃和水处理等多个行业中都有应用。

3.制造合金：钠与汞的合金钠汞齐用作有机合成的还原剂，钠铅合金用于汽油抗爆剂的生产，钠钾合金则用作核反应堆的冷却剂和热交换剂。

4.作为电光源：高压钠灯因其黄光透雾力而被广泛用于公路照明。

5.作为同位素：Na-24具有放射性，用于生物学研究中的放射性示踪分析。

6.在食品工业中的应用：作为中和剂、膨松剂，用于氨基酸、酱油和面制食品的制作，以及在发面过程中的微生物中和。

7.在玻璃工业中的应用：用于制水玻璃、重铬酸钠、硝酸钠等多种化学品，同时也是玻璃生产的关键原料之一。

8.在冶金工业中的应用：用作冶炼助熔剂、选矿用浮选剂，以及炼钢和炼锑时的脱硫剂。

9.在制革工业中的应用：用于原料皮的脱脂、中和铬鞣革和提高铬鞣液碱度。

10.在印染工业中的应用：用作软水剂。

1.钠的生理属性

钠是人体中一种重要无机元素，一般情况下，成人体内钠含量大约为3200（女）～4170（男）mmol，约占体重的0.15%，体内钠主要在细胞外液，占总体钠的44%～50%，骨骼中含量占40%～47%，细胞内液含量较低，仅占9%～10%。钠是细胞外液中带正电的主要离子，参与水的代谢，保证体内水的平衡，调节体内水分与渗透压。维持体内酸和碱的平衡。是胰液、胆汁、汗和泪水的组成成分。钠对ATP（腺嘌呤核苷三磷酸）的生产和利用、肌肉运动、心血管功能、能量代谢都有关系，此外，糖代谢、氧的利用也需有钠的参与。维持血压正常。减少膳食中钠的摄入量，与降低血压呈正相关。增强神经肌肉兴奋性。钠、钾、钙、镁离子浓度平衡，对于维持神经肌肉的兴奋性具有重要作用。

钠普遍存在于各种食物中，一般动物性食物高于植物性食物，但人体钠来源主要为食盐、以及加工、制备食物过程中加入的钠或含钠的复合物（如谷氨酸、小苏打等），以及酱油、盐渍或腌制肉或烟熏食品、酱咸菜类、发酵豆制品、咸味休闲食品等。

2.钠的健康危害

(1)“钠缺乏”

人体内钠在一般情况下不易缺乏、但在某些情况下，如禁食、少食，膳食钠限制过严而摄入非常低时，或在高温、重体力劳动、过量出汗、肠胃疾病、反复呕吐、腹泻使钠过量排出而丢失时，或某些疾病，如艾迪生病引起肾不能有效保留钠时，胃肠外营养缺钠或低钠时，利尿剂的使用而抑制肾小管重吸收钠时均可引起钠缺乏。钠的缺乏在早期症状不明显，表现为倦怠、淡漠、无神、甚至起立时昏倒。失钠达0.5g/kg体重以上时，可出现恶心、呕吐、血压下降、痛性肌痉挛，尿中无氯化物检出。

(2)“钠过量”

正常情况下，钠摄入过多并不蓄积，但某些特殊情况下，如误将食盐当食糖加入婴儿奶粉中喂养，则可引起中毒甚至死亡。长期膳食钠摄入过量，可表现为高血压。长期摄入较高量的食盐，增加胃癌的风险。急性钠摄入过量，可表现为口渴、烦燥、水肿、谵妄、甚至死亡。急性中毒，可出现水肿、血压上升、血浆胆固醇升高、脂肪清除率降低、胃黏膜上皮细胞受损等。1克食盐约含有400毫克钠。成年人钠的适宜摄入量为2200 mg/d，即5.5克食盐。国际和我国膳食推荐的每日食盐摄入量为小于5克。

3. 钠的储存

金属钠具有很强的活泼性，容易与氧气和水反应，因此在储存和运输过程中需要采取相应的措施。通常将金属钠储存在密封的容器中，并置于惰性气体(如氩气)保护下，以防止其与空气中的氧气反应。同时，还需要避免钠与水接触，因为钠与水反应会产生氢气，并产生剧烈的化学反应。

(1)浸放于液体石蜡、矿物油和苯系物中密封保存，大量通常储存在铁桶中充氩气密封保存。金属钠不能保存在煤油中是因为与煤油中的有机酸等物质反应成有机酸钠等物质（呈黄色）附着在钠表面。当保存在石蜡油中时，空气中的氧气也会进入石蜡油，使金属钠的表面变灰，形成氧化物膜。

(2)在纯度要求不高的少量保存时可用煤油浸泡，如实验室保存。贮于阴凉干燥处，远离火种、热源、易燃物质。少量一般保存在液体石蜡中。与氧化剂、酸类、卤素分储分运。