Натрий и его соединения знакомы людям еще с давних времен. Наверное, самым популярным и общеизвестным соединением является хлорид натрия, больше известный как поваренная соль. Поваренная соль является обязательным компонентом практически любого блюда. Согласно мнению ученых, люди начали употреблять в пищу поваренную соль несколько тысячелетий назад.
Еще одно популярное соединение – карбонат натрия. Карбонат натрия – это обычная сода, которая продается в любом магазине. Вещество также используется людьми с давних времен в качестве моющего средства. Таким образом, с натрием и его соединениями люди ежедневно сталкиваются на протяжении уже многих десятков и сотен лет.
Натрий легко вступает в реакцию как с металлическими, так и с неметаллическими элементами, образуя сплавы и соединения, широко применяемые в промышленности. Давайте рассмотрим подробнее свойства и характеристики этого металла.
Характеристика натрия
Физические свойства
Что такое глютамат натрия?
Натрий – мягкий пластичный металл, который очень легко можно разрезать ножом. Имеет серебристо-белый цвет, а также характерный металлический блеск. Металл хорошо проводит тепло и электрический ток. Атомы натрия связаны металлической связью.
Химические свойства
Атомы натрия при реакции с другими химическими элементами легко отдают валентные электроны. При этом атомы натрия переходят в ионы с положительным зарядом.
- Натрий очень быстро окисляется на открытом воздухе. Именно поэтому металл обычно хранят в керосине.
- При горении в кислороде образует соединение пироксид натрия (Na2O2)
- При нагревании Натрий вступает в реакцию с водородом, образуя при этом гидрид (2NaH)
- Натрий достаточно легко вступает в реакцию с неметаллами, такими как сера, форфор и другими.
- Также натрий способен вступать в реакцию с металлами. При этом образуются различные сплавы, которые широко используются в производстве и промышленности.
- Натрий вступает в бурную реакцию с водой.
Нахождение натрия в природе
Натрий находится на седьмом месте в списке самых распространенных на Земле элементов. Также натрий является пятым по счету среди самых распространенных металлов. Среди металлов чаще натрия встречаются только алюминий, железо, кальций и магний.
Натрий не встречается в природе в чистом виде. Причина этому – высокая химическая активность натрия. Элемент встречается в природе в виде хлорида, карбоната, нитрата, сульфата и других солей.
Натрий — металл, который взрывается в воде!
Где же встречается натрий в природе?
Во-вторых, натрий и его соединения в большом количестве встречаются в местах испарения древних морей.
Еще одним местом скопления натрия и его соединений являются океанические воды. Ученые подсчитали, что вся соль, которая есть в Мировом океане составляет объем около 19 миллионов кубических километров.
Применение натрия в промышленности
Натрий широко используется во многих отраслях промышленности: химической, металлургической, атомной, пищевой, легкой и других отраслях.
В химической промышленности натрий используется для производства различных моющих и чистящих средств, удобрений и антисептиков.
В металлургии натрий используется в процессе получения других веществ, таких как торий, уран, титан, цирконий и других соединений. Натрий в таких реакциях выступает в качестве восстановителя.
Также натрий широко используется в атомной энергетике. Натрий и его сплавы используют в качестве теплоносителя.
В легкой промышленности натрий широко используют для обработки кожи.
Натрий является важнейшим элементом пищевой промышленности. Хлорид натрия, больше известный как поваренная соль, является, пожалуй, самой распространенной пищевой добавкой, без которой не обходится приготовление любого блюда.
Источник: xn—-8sbiecm6bhdx8i.xn--p1ai
Натрий. Свойства натрия. Применение натрия
В начале 19-го века натрий звали содием. Такое имя элементу дал Гемфри Дэви, сумевший выделить металл из щелочи. Химик слегка увлажнил ее и подверг электролизу. Изменить название открытого Гемфри элемента предложил Вильгельм Гильберт.
Это автор знаменитых «Анналов физики». Ученый стал именовать содий натронием. Дело продолжил Йенс Берцелиус. Химик из Швеции ввел сокращение натрий. О свойствах и роли этого металла в жизни людей – наш следующий материал.
Химические и физические свойства натрия
Элемент входит в главную подгруппу 1-ой группы таблице Менделеева , занимая 11-ю позицию. В колонке все металлы щелочные, таков и натрий. Вода реагирует с ним. Образуется едкая щелочь. Еще одна общая особенность металлов группы – присутствие лишь 1-го электрона на внешней орбите атома.
Это делает натрий мощным восстановителем. Элемент легко отдает электрон внешнего уровня, повышая свою степень окисления. Атом приходит к завершенной оболочке предыдущего уровня.
Восстановительная активность – причина отсутствия чистого металла в природе. Найти можно лишь соединения. Так, натрия хлорид – это поваренная соль. Карбонат натрия – пищевая сода. Так что, металл не зря был изначально назван содием.
Можно было именовать и нетер. Именно под этим названием вещество фигурирует в Ветхом завете. Что же касается соли , ей люди начали пользоваться еще во времена Палеолита, то есть около 6 000 лет назад.
Энергичнее всего натрий взаимодействует не только с водой, но и всеми неметаллами. Чтобы из активного восстановителя получить деликатный, 11-ый элемент соединяют с ртутью . Образуется амальгама.
Если же, напротив, нужно усилить агрессию натрия, к нему приплюсовывают кислород. Итог – пероксид, мощный окислитель. В его атмосфере большинство веществ воспламеняются.
Непрост и «характер» гидроксида натрия. Его именуют едким. Соединение разъедает ткани, кожу, бумагу и прочую органику и материи, сделанные на ее основе. Правда, на воздухе гидроксид натрия захватывает углекислый газ и обезвреживается, превращаясь в карбонат.
Когда Гемфри Дэви удалось выделить чистый натрий, мир узнал, каков он внешне. Металл серебристо-белый. Тонкие срезы отливают фиолетовым. Формула натрия делает его мягким и податливым.
Режется обычным ножом и блестит на поверхности скольжения лезвия. У элемента невысокая температура плавления – 97 градусов. Закипает же натрий при 883-ех по шкале Цельсия.
Чистый металл хорошо проводит ток и тепло, не отличается высокой плотностью. Ее показатель у 11-го элемента меньше единицы. Это не умоляет весомости натрия в биологических процессах.
Металл есть и в растениях, и в животных тканях. Так, в организме человека раствор натрия – часть плазмы крови, пищеварительных соков и лимфы.
Осмотической давление, к примеру, поддерживается именно за счет 11-го элемента. Применение ему нашла не только природа, но и человек. Масса натрия идет, к примеру, на промышленные цели. Какие? Об этом расскажем в следующей главе.
Применение натрия
В природе элемент представлен лишь 1-им стабильным изотопом. Его массовое число 23. В искусственных условиях создано еще 15 изотопов. Они не стабильны, большинство разрушается за пару минут. Исключение: — 22-ой и 24-ый Na.
Период полураспада этих изотопов значителен. Первый сохраняется 2,5 года, активно излучает позитроны, чем и служит науке. Период полураспада второго – 15 часов. Достаточно, чтобы послужить медицине и помочь больным лейкемией.
В сфере ядерной энергетики натрий стал теплоносителем. Пригодился «разбег» между температурой плавления и кипения элемента. Интервал в 800 градусов Цельсия позволяет, к примеру, заполнять щелочным металлом контуры энергоносителей атомных подлодок. Натрий принимает тепло из реактора, не закипая при этом.
Держать температуру в разумных рамках удается за счет циркуляции жидкого металла между реактором и парогенератором. В последнем происходит охлаждение натрия, испаряется вода. Вот и получается вращать турбину энергией пара высокого давления.
Чистый элемент пригождается и в металлургии. Какую роль в ней выполняет натрий? Инструкция применения такова: металл упрочняет сплавы на основе свинца. В качестве лигатуры достаточно около 1,5% 11-го элемента. Натрий добавляют и к сплавам других металлов.
Добиваются уже не прочности, а тугоплавкости смесей.
Из изделий стоит упомянуть провода. Натрий купить для их изготовления выгоднее, чем привычную медь . Электричество 11-ый элемент проводит в 3 раза хуже. Зато, щелочной металл в 9 раз легче.
Этот аргумент заставил промышленников перейти именно на натриевые шины для больших токов. Тонкие же провода продолжили делать из привычных меди и алюминия .
Теперь, о роли соединений натрия. Пероксид не только воспламеняет вещества, но и способен отбелить ткани. Гидроксид 11-го металла нужен нефтяникам. Соединение очищает продукты переработки жидкого золота . Закупают гидроксид и для производства твердых сортов моющих средств. Без едкого вещества невозможно омылить в них жиры.
Параллельно, белый порошок без запаха участвует в изготовлении бумаги и текстиля. Здесь ставку делают на раствор натрия хлорида. Средство способно осветлять, как писчие листы, так и ткани. В народе реагент называют хлоркой.
Натрия тетраборат стал лекарством при кандидозе и прочих вагинальных инфекциях. Сульфацип натрия – препарат, помогающий при конъюнктивите и других воспалительных процесса в глаза. Противоядием при отравлениях солями и вообще интоксикации организма становится тиосульфат натрия.
Пищевая сода известна в народе, как средство от изжоги. Гидрокарбонат натрия – щелочь, нейтрализующая желудочную кислоту. Применяют 11-ый элемент и при запорах. Выручает сульфат натрия.
Кроме непосредственно медицинской сферы, элемент ценят и в косметологии. Натрий кислота – не что иное, как гиалуронка. Она поддерживает молодость кожи. Инъекции водятся, как правило в носогубные складки, морщины. Кислота заполняет их. В молодости гиалуронат вырабатывается организмом, но с возрастом процесс замедляется.
Приходится вводить препарат из вне.
На фото продукты, содержащие натрий
Первыми человечество оценило соли натрия. Но, в 21-ом веке познали прелесть цианистой формы металла. Она помогает добывать золото . Драгоценность расплавляется в цианистом натрии. Правда, в жидкую форму переходят и еще некоторые составные руды.
Тем не менее, выделить золото из комплексного расплава уже проще, чем из твердых масс. На финальной стадии «подключают» цинк и … драгоценный металл добыт.
Добыча натрия
Если нужен чистый элемент, его добывают из обычной поваренной соли. Ее отложения имеются на всех континентах. Если ресурсов не хватит, кладезю соли являются воды морей. Выделить из хлорида натрий удается путем его расплавления и последующего электролиза. Катоды берут железные, или медные. Аноды закупают из графита .
К соли примешивают фторид натрия и хлорид калия. Они снижают температуру размягчения сырья с 800-от до 500-от градусов Цельсия. Это сокращает потери натрия в виде испарений. Метод выгоден вдвойне, ведь одновременно с 11-ым элементом добывают и чистый хлор.
Цена натрия
Стоимость элемента зависит от того, приобретается раствор гидроксида натрия, чистый металл, его сульфат или другое соединение. Ценник зависит и от того, покупается оно, к примеру, в составе какого-то препарата, или отдельно. Сфер использования натрия масса, производителей сотни и тысячи.
У каждого свои запросы. Какие-то вещества добываются легко практически в готовом виде, та же соль. Она и стоит около 10-20 рублей за килограмм. Другие соединения натрия нужно синтезировать, что увеличивает их стоимость.
Так, или иначе, человечество готово платить за пользу, приносимую ему 11-ым элементом. Его добыча ведется активно и, судя по всему, не собирается затихать.
Источник: tvoi-uvelirr.ru
Натрий как химический элемент таблицы Менделеева
Н Натрий является химическим элементом таблицы Менделеева с атомным номером 11 и обохначением Na. Натрий представляет собой мягкий серебристо-белого цвета высокореактивный металл.
- Как был открыт Натрий;
- Где и как добывают Натрий;
- Распространенность Натрия;
- Применение Натрия;
- Интересные факты
Как был открыт Натрий
История такого химического элемента как натрий началась довольно давно из-за важности этого элемента для здоровья людей. В средневековой Европе соединение натрия с латинским названием sodanum использовалось как средство от головной боли.
Считается, что название натрия происходит от арабского suda , что означает головная боль, так как смягчающие головную боль свойства карбоната натрия были известны в ранние времена. Изначально, соединения натрия были известны как сода. Как отдельный элемент, натрий был получен только в 1807 году. Английский химик Дэви Хэмфри отделил натрий с помощью электролиза гидроксида натрия.
В 1809 году немецкий физик и химик Людвиг Вильгельм Гилберт предложил название натроний для нового химического элемента. Химическое аббревиатура для натрия была впервые опубликована в 1814 году Йенсом Якобом Берцелиусом в его системе атомных символов и является аббревиатурой нового латинского названия элемента natrium, которое относится к египетскому натрону , природная минеральная соль, состоящая в основном из гидратированного карбоната натрия.
Где и как добывают Натрий
Такой химический элемент как натрий в чистом виде, обычно, не встречается из-за его высокой реакционной способности. В коммерческих целях ежегодно добывается около 100 тысяч тонн натрия. Это цифра так мала потому что этот химический элемент используется исключительно в узконаправленных областях.
В конце 19 века его в коммерческих целях получали путем углеродотермического восстановления из карбоната натрия. Для осуществления реакции нужна температура около 1100°C. Сегодня чистый натрий получают путем электролиза расплавленного хлорида натрия. Этот процесс был запатентован в 1924 году.
Эта реакция проводится в так называемой ячейке Даунса, в которой NaCl смешивают с хлоридом кальция, чтобы понизить температуру плавления ниже 700 °С. Поскольку кальций менее электроположителен, чем натрий, кальций не будет осаждаться на катоде. Этот метод дешевле, чем предыдущий процесс Кастнера (электролиз гидроксида натрия ).
Распространенность Натрия
По распространенности во Вселенной атомы натрия занимают 14 место. Этот химический элемент является компонентом многих небесных тел. Если взять спектральное исследование света, то желтая линия натрия присутствует во многих звездах. Так же как и в нашем солнечном свете.
Что же касается Земли, то натрий является седьмым по распространенности элементом. Так же в номинации самый распространенный металл, он занимает почетное пятое место после алюминия, железа, кальция и магния. Если рассматривать процентное соотношение, то атомы натрия составляют около 2,5% от всех атомов планеты.
Сама цифра кажется небольшой, но если задуматься, то это колоссальная величина. Большим запасом натрия является морская вода. В одном литре морской воды содержится около 11 ионов натрия.
Так же в природе натрий встречается в виде естественных минералов. Самыми распространенными из которых являются альбит и алигоклаз и галит.
Применение Натрия
Применение натрия не очень широкое и узконаправленное. Его применение основано на физических и химических свойствах. В промышленных масштабах натрий используется как катализатор в реакциях при изготовлении каучука. Так же нужно отметить его в двигателях внутреннего сгорания.
В ДВС выпускающие клапаны изготовленны из металла с примесью натрия, для увеличения отвода тепла и избежания повреждений. Так же во многих охлаждающих жидкостях для двигателей внутреннего сгорания имеется натриевая примесь. Еще одно применение это натриевые лампы, которые обеспечивают хорошую рассеиваемость света. Основное применение таких ламп — это уличные фонари характерного желтого цвета. Натрий так же используется в химических реакциях в качестве восстановителя для обработки таких металлов как алюминий, титан, уран или цирконий.
Стоит отметить еще химическую промышленность. Там натрий находит применение в составе противооблединительной жидкости, которыми зимой поливают дороги. Так же натриевые примеси исспользуются при изготовлении удобрений и пищевых добавок, которые встречаются в очень многих продуктах питания. Еще можно отметить отрасли производящие бумагу, стекло и мыло, в которых натрий является важнейшим компонентом.
Интересные факты
Еще одним интересным моментом является опасность натрия. Чистый натрий при взаимодействии с водой образует гидроксид натрия и выделяет опасную концентрацию водорода, которая способна взорваться. Натриевые пожары нельзя тушить водой и пеной из-за возможности взрыва.
В таких случаях применяются специальные огнетушители класса D. И стоить отметить, что не все огнетушители этого класса пригодны для тушения натриевых пожаров. О таких пожарах вы могли слышать на нефтяных и газовых месторождениях. Еще одним интересным моментом является то, что натрий очень мягкий металл. Если взять натрий в чистом виде, то его можно разрезать кухонным ножом.
Источник: biobloger.ru