Натрий (а, точнее, его соединения) использовался с давних времён. Например, сода (натрон), встречающаяся в природе в водах натронных озёр в Египте. Природную соду древние египтяне использовали для бальзамирования, отбеливания холста, при варке пищи, изготовлении красок и глазурей. Плиний Старший пишет, что в дельте Нила соду (в ней была достаточная доля примесей) выделяли из речной воды. Она поступала в продажу в виде крупных кусков, из-за примеси угля окрашенных в серый или даже чёрный цвет.
Натрий впервые был получен английским химиком Хемфри Дэви в 1807 году электролизом твердого NaOH.
Название «натрий» (natrium) происходит от араб. натрун (по-гречески — nitron). Первоначально оно относилось к природной соде.
Получение [ ]
Первым способом получения натрия стала реакция восстановления карбоната натрия углем при нагревании тесной смеси этих веществ в железной ёмкости до 1000°C:
Затем появился другой способ получения натрия — электролиз расплава едкого натра или хлорида натрия.
Прыгающий натрий — необычный химический опыт!
Физические свойства [ ]
Металлический натрий сохраняемый в ксилоле
Химические свойства [ ]
Щелочной металл, на воздухе легко окисляется. Для защиты от кислорода воздуха хранят металлический натрий под слоем керосина.
Применение [ ]
Металлический натрий широко используется в препаративной химии и промышленности как сильный восстановитель, в том числе в металлургии. Натрий используется в производстве весьма энергоемких натриево-серных аккумуляторах . Изредка металлический натрий применяется в качестве материала для электрических проводов, предназначенных для очень больших токов.
В сплаве с калием, а так же с рубидием и цезием используется в качестве высокоэффективного теплоносителя, в частности сплав состава натрий 12%, калий 47%, цезий 41% имеет рекордно низкую температуру плавления -78°С, и предложен в качестве рабочего тела ионных ракетных двигателей и теплоносителя для атомных энергоустановок.
Хлорид натрия (поваренная соль) — древнейшее применяемое вкусовое и консервирующее средство.
Азид натрия применяется в качестве азотирующего средства в металлургии и при получении азида свинца.
Цианид натрия применяется при гидрометаллургическом способе выщелачивания золота из горных пород, а так же при нитроцементации стали и в гальванотехнике (серебрение, золочение).
Хлорат натрия применяется для уничтожения нежелательной растительности на железнодорожном полотне.
Биологическая роль [ ]
В организме находится только в виде солей. Отвечает за поддержание осмотического давления всех тканей и клеток организма. Участвует в образовании потенциала действия нервных клеток ( См. также [ ]
Ссылки [ ]
- Натрий на Webelements
- Натрий в Популярной библиотеке химических элементов
- WWW.WIKIZNANIE.RU — Викизнание — свободная беcплатная энциклопедия, использующая wiki-технологию
- «Натрий» — статья в Физической энциклопедии
| H | He | ||||||||||||||||
| Li | Be | B | C | N | O | F | Ne | ||||||||||
| Na | Mg | Al | Si | P | S | Cl | Ar | ||||||||||
| K | Ca | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Ni | Cu | Zn | Ga | Ge | As | Se | Br | Kr |
| Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | Cd | In | Sn | Sb | Te | I | Xe |
| Cs | Ba | * | Hf | Ta | W | Re | Os | Ir | Pt | Au | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | At | Rn |
| Fr | Ra | ** | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Uub | Uut | Uuq | Uup | Uuh | Uus | Uuo |
| * | La | Ce | Pr | Nd | Pm | Sm | Eu | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Lu | ||
| ** | Ac | Th | Pa | U | Np | Pu | Am | Cm | Bk | Cf | Es | Fm | Md | No | Lr |
Химия. 10 класс. Натрий, калий и их важнейшие соединения: физические и химические свойства
| Это незавершённая статья о химическом элементе. Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив её. |
bs:Natrijum co:Sodiu es:Sodio et:Naatrium io:Natro is:Natrín it:Sodio ku:Sodyûm nov:Natrium pl:Sód ro:Sodiu sq:Natriumi vi:Natri
Источник: science.fandom.com
Натрий
Натрий (обозначается Na) — химический элемент главной подгруппы первой группы, третьего периода периодической системы Д. И. Менделеева, атомный номер 11; при нормальных условиях — серебристый белый блестящий металл, быстро тускнеет на воздухе, образуя оксиды, карбонаты и основание NaOH.
Изотопы
Натрий встречается в природе в виде одного стабильного изотопа 23 Na, искусственно получены многочисленные (около 20) радиоактивные изотопы натрия (массовые числа 18-37), а также 2 ядерных изомера. Изотоп 22 Na (период полураспада ~2,6 лет) используется как источник позитронов и в научных исследованиях; 24 Na (период полураспада 15 часов, испускает бета-лучи)— в медицине для лечения лейкемии. Остальные изотопы имеют периоды полураспада меньше минуты и представляют лишь научный интерес.
Физические свойства
Металл очень мягкий, легко режется ножом. Относительная атомная масса ~23 а.е.м., плотность при нормальных условиях всего 0,971 г/см 3 (то есть натрий легче воды).
Температура плавления — 370,96 K (примерно 98 °C, кипит при 1156,1 K (примерно 883 °C).
Электронная конфигурация: [Ne] 3s 1 . Радиус атома 190 пикометров (10 -12 ).
Нахождение в природе
Из-за высокой химической активности натрий в свободном состоянии в природе не встречается, а присутствует в виде соединений, например NaCl (галит, поваренная соль).
Известны и другие природные соединения натрия, например глауберова соль (десятиводный сульфат натрия, формула Na2SO4·10H2O) и чилийская селитра (нитрат натрия). Встречаются также гидрокарбонаты (нахколит) и гидраты карбонатов натрия (сода или натрит, термонатрит), трона (Na2CO3·NaHCO3·2H2O).
Значительная часть натрия в составе соединений содержится в водах океанов и морей, а также залежей каменной соли в месторождениях на суше. Кроме того, соединений натрия много на месте высохших соляных и содовых озёр и лиманов.
Химические свойства
Горение металлического натрия
Как и все щелочные металлы, натрий химически очень активен. Однако, по активности он уступает калию, рубидию, цезию и францию, но превосходит литий, поскольку в группе щелочных металлов реакционная способность увеличивается сверху вниз, то есть с ростом порядкового номера.
Натрий бурно реагирует с водой, восстанавливая её до водорода, при этом образуется сильное основание (щёлочь) NaOH:
Если бросить кусочек натрия в воду, то он начнёт скользить по воде и плавиться, так как при взаимодействии натрия с водой выделяется большое количество теплоты. Водород, получившийся как побочный продукт в этой реакции может при этом загореться.
Натрий окисляется кислородом при комнатной температуре, давая оксид. При сгорании натрия на воздухе получается пероксид:
Существует также надпероксид (супероксид) натрия NaO2. Его можно получить сжиганием натрия в кислороде при 450 °C и высоком давлении.
Активно взаимодействует со галогенами: фтором, хлором и бромом, образуя галогениды состава NaX, где X — галоген:
С водородом реакция начинается при нагревании 250-400 °С, при этом получается гидрид натрия NaH:
С азотом реагирует очень трудно. Нитрид натрия можно получить, пропуская электрический ток через металлический натрий в атмосфере азота.
С аммиаком при нагревании образует амид:
С серой, селеном и теллуром активно реагирует, при этом получаются халькогениды состава Na2X, NaX, NaX2 и Na2X5.
Легко реагирует с кислотами, например серной, соляной и азотной. Продуктами реакции являются сульфат, хлорид и нитрат натрия соответственно.
Соли натрия хорошо растворяются в воде.
Со ртутью натрий образует амальгаму (сплав металла с ртутью).
Алкилгалогениды с избытком металла образуют натрийорганические соединения, которые очень реакционноспособны: взрываются при контакте с водой, самовоспламеняются на воздухе. При недостатке натрия получается реакция Вюрца.
В соединениях натрий одновалентен.
Натрий является сильным восстановителем.
В ряду напряжений стоит до водорода, между кальцием и актинием.
Хранение
Чтобы предотвратить окисление натрия, его, как правило, хранят под слоем керосина или масла.
Получение
В промышленности чистый натрий получают электролизом расплава хлорида натрия или гидроксида натрия:
Если проводить электролиз раствора хлорида натрия, то получается щёлочь, хлор и водород.
Натрий также можно получить термическим разложением азида NaN3 и цирконийтермическим методом.
Впервые натрий был получен карботермической реакцией восстановления карбоната натрия углём при нагревании смеси этих веществ в железной ёмкости до 1000 °C (способ Девилля):
Кроме карбоната натрия могут быть использованы карбид кальция, алюминий, кремний, ферросилиций, силикоалюминий (силумин).
Применение
- Чистый натрий используется в химии, промышленности и металлургии как сильный восстановитель.
- Для осушения эфиров и других органических растворителях.
- Для приготовления легкоплавких сплавов.
- Производство натриево-серных аккумуляторов.
- В выпускных клапанах двигателей грузовиков как жидкий теплоотвод.
- Редко натрий применяется в качестве материала для электрических проводов, предназначенных для очень больших токов.
- Теплоноситель в сплаве с калием, рубилием и цезием. Например, сплав 12 % натрия, 47 % калия, и 41 % цезия имеет очень низкую температуру плавления: −78 °C. Он был предложен в качестве рабочего тела ионных ракетных двигателей и теплоносителя для атомных энергоустановок.
- Использование в газоразрядных лампах высокого и низкого давления (НЛВД и НЛНД). Лампы НЛВД типа ДНаТ (Дуговая Натриевая Трубчатая) часто применяются в уличном освещении, натрий даёт ярко-жёлтый свет. Срок службы ламп ДНаТ составляет 12—24 тысяч часов. Кроме того, существуют также лампы ДНаС, ДНаМТ (Дуговая Натриевая Матовая), ДНаЗ (Дуговая Натриевая Зеркальная) и ДНаТБР (Дуговая Натриевая Трубчатая Без Ртути).
- Чистый натрий используется в качественном анализе органического вещества.
- Для производства цианида натрия. Для этого проводят реакцию натрия, аммиака и кокса при температуре около 800°C. Полученный продукт используется при добыче золота (цианирование).
Меры предосторожности
- Натрий нельзя брать голыми руками, так как находящаяся на них влага может прореагировать с ним, а образовавшийся гидроксид натрия вызвать химические ожоги.
Интересные факты
- Под высоким давлением натрий становится красным и прозрачным, похожим на рубин.
Источники
- Большая Советская Энциклопедия — Натрий.
- Натрий. Химическая энциклопедия.
- Популярная библиотека химических элементов. Натрий.
| ИС Данная статья была избранной статьёй в Викисфере |
- Химические элементы
- Щелочные металлы
Источник: allll.net
Натрий
Натрий – простое вещество, расположившееся в первой группе третьего периода периодической таблицы химических элементов Д. И. Менделеева. Представляет собой очень мягкий, серебристый щелочной металл, имеющий фиолетовый оттенок, будучи разделённым на тонкие слои. Температура плавления натрия чуть ниже необходимой для закипания воды, а температура кипения – 883 градуса по Цельсию. При комнатной температуре его плотность составляет 0.968 г/см3. Из-за своей низкой плотности при необходимости, натрий возможно разрезать обычным ножом.
Натрий очень распространен на нашей планете: различные его соединения здесь можно найти как в море или земной коре, где он содержится в относительно больших количествах, так и в составе многих живых организмов, но не встречается в живой природе в чистом виде в связи со своей поразительно высокой активностью. Натрий является одним из обязательных микроэлементов, необходимых для нормальной жизнедеятельности человека – поэтому для восполнения его естественной убыли из организма необходимо употреблять около 4-5 грамм его соединения с хлором – т.е. обычной поваренной соли.
Натрий в истории
Различные соединения натрия были известны человеку ещё со времён древнего Египта. Египтяне первыми начали активно использовали натрии содержащую соду из солёного озера Натрон для различных житейских нужд. Соединения натрия упоминались даже в библии в качестве компонента моющего средства, однако впервые в чистом виде натрий был получен английским химиком Хемфри Деви в 1807 году ,в ходе экспериментов с его производными веществами.
Изначально, натрий именовался sodium – производным от арабского слова, обозначающего головную боль. Слово «натрий» было позаимствовано из египетского языка и впервые, в современной истории, было использовано шведским обществом врачей как обозначение содосодержащих минеральных солей.
Химические свойства натрия
Натрий является активным щелочным металлом – т.е. он очень быстро окисляется при контакте с воздухом и его приходить хранить в керосине, при этом натрий имеет очень низкую плотность и часто всплывает на его поверхность. Являясь очень сильным восстановителем, натрий и вступает в реакции с большинством неметаллов, а будучи металлом активным, реакции с его применением зачастую проходят очень быстро и бурно. Например, если поместить в воду кусочек натрия, то он начинает активно самовоспламеняться, что в итоге приводит к взрыву. Воспламенение и выделение кислорода происходят при реакции натрия и его производных с множеством других веществ, однако с разбавленными кислотами он взаимодействует как обычный металл. С благородными газами, йодом и углеродом натрий в реакцию не вступает, и так же очень плохо реагирует с азотом, образуя при этом довольно неустойчивое вещество в виде тёмно-серых кристаллов – нитрид натрия.
Применение натрия
Основное применение натрий находит в химической промышленности и металлургии, где, чаще всего, он используется в качестве восстановителя, благодаря своим химическим свойствам. Так же его используют в качестве осушителя для таких органических растворителей как эфир и ему подобных; для производства проводов, способных выдерживать огромные напряжения. В этой же сфере натрий применяют как основной компонент в производстве натриево-серных аккумуляторов, имеющих высокую удельную энергию, т.е. меньший расход топлива. Главный недостаток этого типа аккумуляторов – это высокая рабочая температура, а, следовательно – риск воспламенения и взрыва натрия при аварии.
Ещё одна сфера применения натрия – это фармакология, где множество производных натрия используются в качестве реактивов, полупродуктов и вспомогательных веществ при создании различных сложных лекарств, а так же антисептиков. Раствор хлорида натрия относительно сходен плазме крови человека и быстро выводится из организма, поэтому его используют при необходимости поддержания и нормализации давления крови.
На сегодняшний день некоторые соединения натрия – это обязательный компонент при производстве бетона и других строительных материалов. Благодаря использованию материалов, содержащих производные от натрия компоненты их можно использовать при строительных работах во время низких температур.
Из-за своей распространенности и простоты промышленного производства, натрий имеет довольно малую стоимость. Сегодня его производят так же как и при его первом получении – подвергая различные натриесодержащие породы воздействию сильного электрического тока. Благодаря этому, а так же своей необходимости во многих видах промышленности, объемы его производства только растут.
Источник: www.alto-lab.ru