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ナトリウム
Na 11

ナトリウム Sodium

ナトリウム(ナトリウム)は化学元素であり、元素記号 Na、原子番号 11 である。柔らかい銀白色のアルカリ金属で、反応性が極めて強く空気中で急速に酸化する。工業的価値の中心は塩素ナトリウム電解——飽和食塩水を電気分解して塩素、水素、水酸化ナトリウムを生産する、世界最大級の電気化学プロセスである。塩化ナトリウムは食塩の主成分で生命に不可欠であり、同時に人体内で最も重要な陽イオンの一つで、細胞間液の浸透圧平衡と神経伝達に重要な役割を果たしている。

アルカリ金属 銀白色の金属
原子番号 11Z
原子量 22.99u
価電子 1
電子配置 1s2 2s2 2p6 3s1
密度
0.97g/cm³
融点
98°C
地殻存在量
23600.0ppm
年間生産量
リサイクル率
0%(低いリサイクル率(>5%);ほとんどのナトリウムはNaCl塩として消費される

なぜ使われるか

ナトリウムは地球の地殻で6番目に豊富な元素であり、最も豊富なアルカリ金属である。その独特の電気化学的性質——極端に負の電極電位を持ちながら比較的低コスト——により、塩素アルカリ法を介して産業化学に不可欠となり、その無限のナトリウム埋蔵量を活用するナトリウムイオン電池の新興の役割も担う。

用途

ChemicalsGlassSoap

用途の詳細単体と化合物の用途

元素単体の主な用途

金属ナトリウム自体は日常生活ではほとんど目にすることがなく、むしろ反応性工業原料かつ特殊機能金属といえる。最も古典的な用途は高圧ナトリウムランプである。ナトリウム蒸気の放電は透過性に優れた橙黄色の光を生み、かつては都市道路・空港・埠頭の街路灯として広く使われ、発光効率が高く長寿命で、現在も多くの屋外照明で使われている。原子力分野では、高速増殖炉の液体金属冷却材としてナトリウムが用いられる。熱伝導が速く、融点が低く沸点が高く、中性子減速作用がほとんどないためである。冶金・化学分野では、金属ナトリウムは強力な還元剤として、チタンやジルコニウムなどの高融点金属、ある種の染料や医薬中間体の製造に使われる。近年ではナトリウムイオン電池の台頭により、新たな低コスト電池システムとして再び注目されている。地殻に豊富に存在し安価であるため、リチウム供給が逼迫した際の重要な補完と見なされている。これらの役割でナトリウムが選ばれる理由は、極めて軽く反応性が高いことで、冷却のための熱伝導と強力な還元力を両立できる点にある。

主な化合物とその用途

塩化ナトリウム(NaCl)は一般的な食塩であり、調味や食品保存のほか、クロルアルカリ工業の出発点である。かん水を電気分解して塩素ガス・水素ガス・水酸化ナトリウムを作り、基礎化学工業の柱のひとつとなる。また冬季の道路凍結防止剤としても大量に使われる。水酸化ナトリウム(NaOH)は俗称「苛性ソーダ」で、代表的工業アルカリの中で最も強アルカリ性であり、パルプ・製紙、石けん・洗剤、アルミナ精錬、石油精製、繊維染色・仕上げに用いられる。炭酸ナトリウム(Na2CO3)は俗称「ソーダ灰」で、ガラス・洗剤・製紙業界で大量に消費されるほか、軟化水処理や日常の食品加工にも使われる。過酸化ナトリウム(Na2O2)は二酸化炭素と反応して酸素を放出し、かつてはマスク・潜水艦・宇宙船の酸素源として使われると同時に漂白剤としても働いた。さらに重炭酸ナトリウム(NaHCO3)すなわちベーキングパウダーは、食品の膨張、胃酸中和、消火に用いられる。クロルアルカリ工業で作られる苛性ソーダと塩素は、さらにポリ塩化ビニル、ポリウレタン、無数のファインケミカルへと誘導され、現代工業で最も長い製品鎖のひとつを形成している。

元素小史

1807年にハンフリー・デイヴィーが溶融した水酸化ナトリウムの電気分解により純金属として単離した——電気分解により得られた最初の金属の一つであり、デイヴィーがカリウム、カルシウム、マグネシウム、ストロンチウム、バリウムのために同時に開発した技術である。

関連元素

Li · リチウム K · カリウム Rb · ルビジウム Cs · セシウム Fr · フランシウム

よくある質問ロングテールQ&A・データ駆動

ナトリウムの融点は何度ですか?
98 °C
ナトリウムの沸点は何度ですか?
883 °C
ナトリウムの密度はどのくらいですか?
0.97 g/cm³
ナトリウムの原子番号と分類は何ですか?
11 · アルカリ金属
ナトリウムは主にどの鉱物から採取されますか?
岩塩
ナトリウムは主に何に使われますか?
ナトリウムは地球の地殻で6番目に豊富な元素であり、最も豊富なアルカリ金属である。その独特の電気化学的性質——極端に負の電極電位を持ちながら比較的低コスト——により、塩素アルカリ法を介して産業化学に不可欠となり、その無限のナトリウム埋蔵量を活用するナトリウムイオン電池の新興の役割も担う。
ナトリウムは誰がいつ発見しましたか?
ハンフリー・デイヴィ · 1807