Mis on naatriumile iseloomulik. Naatriumi omadused. Naatriumi valem. Liigse naatriumi märgid

Natroni nimetati algselt naatriumhüdroksiidiks. 1807. aastal sai Davy kergelt niisutatud tahkete leeliste elektrolüüsil vabu metalle - kaaliumi ja naatriumi, nimetades neid kaaliumiks ja naatriumiks. Berzelius ja seejärel Hess Venemaal pakkusid välja nime Natrium, mis jäi külge.

Looduses viibimine, saades:

Looduses leelismetalle vabal kujul ei leidu. Naatrium on osa erinevatest ühenditest. Kõige olulisem on naatriumi ühend klooriga NaCl, mis moodustab kivisoolade ladestusi (Donbass, Solikamsk, Sol-Iletsk jt). Naatriumkloriidi leidub ka merevees ja soolaallikates. Naatrium on üks levinumaid elemente. Naatriumisisaldus maakoores on 2,64%.
Toodetud sula naatriumkloriidi või naatriumhüdroksiidi elektrolüüsil. Kasutatakse ka selle oksiidide, kloriidide ja karbonaatide redutseerimist alumiiniumi, räni, kaltsiumi ja magneesiumiga vaakumis kuumutamisel.

Füüsikalised omadused:

Naatrium on hõbevalge metall, selle tihedus on 0,97 g/cm3, väga pehme, kergesti noaga lõigatav. Aatomite vahel on metalliline side. Sellise sidemega ainet iseloomustab metalliline läige, plastilisus, pehmus, hea elektrijuhtivus ja soojusjuhtivus.

Keemilised omadused:

Keemilise interaktsiooni käigus loovutab naatriumi aatom kergesti valentselektrone, muutudes positiivselt laetud iooniks. See oksüdeerub õhu käes kiiresti, seetõttu hoitakse seda petrooleumikihi all.
Kui põletatakse liigses hapnikus, moodustub see naatriumperoksiid, Na 2 O 2
Kuumutamisel vesinikuga moodustab see hüdriidi Na + H 2 = 2NaH
Suhtleb kergesti paljude mittemetallidega – halogeenid, väävel, fosfor jne.
Reageerib ägedalt veega: 2Na + 2H 2 O = 2NaOH + H 2

Kõige olulisemad ühendused:

Naatriumoksiid, Na 2 O (värvitu), reageerib veeauru ja süsihappegaasiga, mistõttu on parem seda säilitada veevabas benseenis.
Kui naatrium reageerib otse hapnikuga, saadakse naatriumoksiidi ja naatriumperoksiidi segu. Puhta oksiidi saamiseks võite kasutada reaktsiooni: Na 2 O 2 + 2Na = 2Na 2 O
Naatriumperoksiid, Na 2 O 2 (kollane) kristalne aine ioonvõrega, interakteerub õhus leiduva niiske süsinikdioksiidiga, vabastades hapnikku: 2Na 2 O 2 + 2CO 2 = 2Na 2 CO 3 + O 2
Naatriumhüdroksiid, NaOH on kristalliline valge aine, suhteliselt sulav ja termiliselt väga stabiilne. Kuumutamisel aurustub see vett kaotamata. See lahustub hästi vees ja alkoholides.
Naatriumhalogeniidid, värvitud kristalsed ained, vees hästi lahustuvad, välja arvatud NaF. Neid iseloomustavad taastavad omadused.
Naatriumsulfiid, - Na 2 S. Ioonvõrega värvitu kristalne aine. See lahustub vees hästi ja on tugev redutseerija.
soolad, kõik soolad on hästi lahustuvad ja tugevad elektrolüüdid.
Naatriumhüdriid, NaH on NaCl-tüüpi kristallvõrega värvitu kristalne aine, aniooniks on H - . Valmistatakse vesiniku juhtimisel üle sulametalli. Termiline dissotsiatsioon ilma sulamiseta, vee toimel kergesti lagunev:
2NaH = 2Na + H2
NaH + H2O = NaOH + H2

Rakendus:

Naatriumiühendid on keemilise tootmise kõige olulisemad komponendid. Kasutatakse seebi valmistamisel, klaasitootmisel ja kodukeemias.
Naatrium on oluline enamiku eluvormide, sealhulgas inimeste jaoks. Elusorganismides toimivad naatriumiioonid koos kaaliumiioonidega närviimpulsside edastajatena. Samuti on selle ioonidel oluline roll keha veerežiimi säilitamisel.

Bondareva Maria Aleksandrovna
HF Tjumeni Riiklik Ülikool, rühm 561.

Allikad: G.P. Khomchenko "Keemia käsiraamat ülikoolidesse astujatele"
"Anorgaaniline keemia diagrammides ja tabelites"

-element esimese rühma põhialarühm, D.I.Mendelejevi keemiliste elementide perioodilise süsteemi kolmas periood, aatomnumbriga 11. Tähistatakse sümboliga Na (lat. Natrium). Lihtaine naatrium (CAS number: 7440-23-5) on pehme hõbevalge värvusega leelismetall.

Nime ajalugu ja päritolu

Naatriumi aatomi diagramm

Naatriumi (õigemini selle ühendeid) on kasutatud juba iidsetest aegadest. Näiteks sooda (natron), mida leidub looduslikult Egiptuse soodajärvede vetes. Vanad egiptlased kasutasid looduslikku soodat balsameerimiseks, lõuendi pleegitamiseks, toidu valmistamiseks ning värvide ja glasuuride valmistamiseks. Plinius Vanem kirjutab, et Niiluse deltas eraldati jõeveest sooda (see sisaldas piisavas koguses lisandeid). See tuli müügile suurte tükkidena, söe segunemise tõttu halli või isegi mustana.

Inglise keemik Humphry Davy sai naatriumi esmakordselt 1807. aastal tahke NaOH elektrolüüsi teel.

Nimi "naatrium" pärineb araabia keelest natrun kreeka keeles - nitron ja algselt viitas see looduslikule soodale. Elementi ennast nimetati varem naatriumiks.

Kviitung

Esimene viis naatriumi tootmiseks oli redutseerimisreaktsioon naatriumkarbonaat kivisüsi nende ainete tiheda segu kuumutamisel raudanumas temperatuurini 1000 °C:

Na2CO3 +2C=2Na+3CO

Siis ilmus veel üks naatriumi tootmise meetod - sula naatriumhüdroksiidi või naatriumkloriidi elektrolüüs.

Füüsikalised omadused

Naatriumi kvalitatiivne määramine leegi abil - "naatriumi D-joone" emissioonispektri erekollane värvus, dublett 588,9950 ja 589,5924 nm.

Naatrium on hõbevalge metall, õhukeste kihtidena lillaka varjundiga, plastiline, isegi pehme (noaga kergesti lõigatav), naatriumi värske lõige on läikiv. Naatriumi elektri- ja soojusjuhtivuse väärtused on üsna kõrged, tihedus on 0,96842 g/cm³ (19,7 °C juures), sulamistemperatuur on 97,86 °C ja keemistemperatuur 883,15 °C.

Keemilised omadused

Leelismetall, mis oksüdeerub kergesti õhu käes. Atmosfääri hapniku eest kaitsmiseks hoitakse metallilist naatriumi kihi all petrooleum. Naatrium on vähem aktiivne kui liitium, seega koos lämmastik reageerib ainult kuumutamisel:

2Na + 3N2 = 2NaN3

Suure hapniku ülejäägi korral moodustub naatriumperoksiid

2Na + O 2 = Na 2 O 2

Rakendus

Naatriummetalli kasutatakse laialdaselt preparatiivses keemias ja tööstuses tugeva redutseerijana, sealhulgas metallurgias. Naatriumi kasutatakse väga energiamahukate naatriumväävelakude tootmisel. Seda kasutatakse ka veoautode väljalaskeklappides jahutusradiaatorina. Mõnikord kasutatakse naatriummetalli väga suure voolu kandmiseks mõeldud elektrijuhtmete materjalina.

Kaaliumisulamis, samuti koos rubiidium ja tseesium kasutatakse ülitõhusa jahutusvedelikuna. Eelkõige on sulami koostis 12% naatriumi. kaalium 47 %, tseesium 41%-l on rekordmadal sulamistemperatuur –78 °C ja seda on pakutud ioonrakettmootorite töövedelikuks ja tuumaelektrijaamade jahutusvedelikuks.

Naatriumi kasutatakse ka kõrg- ja madalrõhulahenduslampides (HPLD ja LPLD). Tänavavalgustuses kasutatakse väga laialdaselt DNaT (Arc Sodium Tubular) tüüpi NLVD lampe. Nad eraldavad erekollast valgust. HPS-lampide kasutusiga on 12-24 tuhat tundi. Seetõttu on HPS-tüüpi gaaslahenduslambid linna-, arhitektuuri- ja tööstusvalgustuse jaoks hädavajalikud. Samuti on olemas lambid DNaS, DNaMT (Arc Sodium Matte), DNaZ (Arc Sodium Mirror) ja DNaTBR (Arc Sodium Tubular Without Mercury).

Naatriummetalli kasutatakse orgaanilise aine kvalitatiivses analüüsis. Naatriumi sulam ja uuritav aine neutraliseeritakse etanool, lisage paar milliliitrit destilleeritud vett ja jagage 3 osaks, J. Lassaigne'i test (1843), mille eesmärk on määrata lämmastiku, väävli ja halogeenide sisaldust (Beilsteini test)

Naatriumkloriid (lauasool) on vanim kasutatud maitse- ja säilitusaine.
- Naatriumasiidi (Na 3 N) kasutatakse nitriidina metallurgias ja pliasiidi tootmisel.
- Naatriumtsüaniidi (NaCN) kasutatakse hüdrometallurgilisel meetodil kulla leostamiseks kivimitest, samuti terase nitrokarburiseerimisel ja galvaniseerimisel (hõbedamine, kullamine).
- Naatriumkloraati (NaClO 3) kasutatakse soovimatu taimestiku hävitamiseks raudteedel.

Bioloogiline roll

Naatriumi leidub kehas enamasti väljaspool rakke (umbes 15 korda rohkem kui tsütoplasmas). Seda erinevust säilitab naatrium-kaaliumpump, mis pumpab välja raku sees lõksu jäänud naatriumi.

Kooskaaliumnaatrium täidab järgmisi funktsioone:
Tingimuste loomine membraanipotentsiaali ja lihaste kontraktsioonide tekkeks.
Vere osmootse kontsentratsiooni säilitamine.
Happe-aluse tasakaalu säilitamine.
Veetasakaalu normaliseerimine.
Membraani transpordi tagamine.
Paljude ensüümide aktiveerimine.

Naatriumi leidub peaaegu kõigis toiduainetes, kuigi organism saab sellest suurema osa lauasoolast. Imendumine toimub peamiselt maos ja peensooles. D-vitamiin parandab naatriumi omastamist, kuid liialt soolased ja valgurikkad toidud häirivad normaalset imendumist. Toiduga omastatava naatriumi kogus näitab naatriumisisaldust uriinis. Naatriumirikkaid toite iseloomustab kiirenenud eritumine.

Naatriumipuudus dieedipidajal tasakaalustatud toit inimestel ei esine, kuid taimetoiduga võivad mõned probleemid tekkida. Ajutine defitsiit võib olla põhjustatud diureetikumide kasutamisest, kõhulahtisusest, liigsest higistamisest või liigsest veetarbimisest. Naatriumipuuduse sümptomiteks on kaalulangus, oksendamine, gaaside teke seedetraktis ja imendumise halvenemine aminohapped ja monosahhariidid. Pikaajaline defitsiit põhjustab lihaskrampe ja neuralgiat.

Liigne naatrium põhjustab jalgade ja näo turset, samuti suurendab kaaliumi eritumist uriiniga. Maksimaalne neerude poolt töödeldava soola kogus on ligikaudu 20-30 grammi, suurem kogus on eluohtlik.

Naatriumi puhtal kujul hankis 1807. aastal Humphry Davy, inglise keemik, kes avastas naatriumi vahetult enne seda. Davy viis läbi ühe naatriumiühendi - hüdroksiidi - elektrolüüsi, mille sulatamisel sai ta naatriumi. Inimkond on naatriumiühendeid kasutanud iidsetest aegadest, looduslikku päritolu soodat kasutati juba Vana-Egiptuses (kalorisaator). Nimetatud element naatrium (naatrium) , mõnikord võib just seda nime leida ka praegu. Tavaline nimi on naatrium (ladina keelest naatrium- sooda) pakkus välja rootslane Jens Berzelius.

Naatrium on keemiliste elementide perioodilisuse tabeli D.I kolmanda perioodi III rühma I rühma element. Mendelejevi aatomnumber on 11 ja aatommass 22,99. Aktsepteeritud nimetus on Na(ladina keelest naatrium).

Looduses olemine

Naatriumiühendeid leidub maakoores ja merevees lisandina, mis kipub kiirguse toimel kivisoola siniseks värvima.

Naatrium on pehme, tempermalmist leelismetall, mis on värvuselt hõbevalge ja värskelt lõigatuna läikiv (naatriumi on täiesti võimalik noaga lõigata). Surve mõjul muutub see läbipaistvaks punaseks aineks, normaaltemperatuuril kristalliseerub. Õhuga suheldes oksüdeerub see kiiresti, seetõttu tuleb naatriumi hoida petrooleumikihi all.

Päevane naatriumivajadus

Naatrium on inimorganismile oluline mikroelement, päevane vajadus täiskasvanutele on 550 mg, lastele ja noorukitele 500-1300 mg. Raseduse ajal on naatriumi norm päevas 500 mg ja mõnel juhul (liigne higistamine, dehüdratsioon, diureetikumide võtmine) tuleks seda suurendada.

Naatriumi leidub peaaegu kõigis mereandides (vähid, krabid, kaheksajalad, kalmaar, rannakarbid, merevetikad), kalas (sardellid, sardiinid, lest, salat jne), kanamunades, teraviljades (tatar, riis, oder, kaerahelbed, hirss). ), kaunviljad (herned, oad), köögiviljad (tomatid, seller, porgand, kapsas, peet), piimatooted ja liha kõrvalsaadused.

Naatriumi kasulikud omadused ja selle mõju organismile

Naatriumi kasulikud omadused kehale on järgmised:

• Vee-soola ainevahetuse normaliseerimine;
• Sülje ja kõhunäärme ensüümide aktiveerimine;
• Osalemine maomahla tootmises;
• Normaalse happe-aluse tasakaalu säilitamine;
• Närvi- ja lihassüsteemi funktsioonide genereerimine;
• Vasodilateeriv toime;
• Vere osmootse kontsentratsiooni säilitamine.

Naatriumi seeduvus

Naatriumi leidub peaaegu kõigis toiduainetes, kuigi organism saab sellest suurema osa (umbes 80%). Imendumine toimub peamiselt maos ja peensooles. parandab naatriumi omastamist, liialt soolane toit ja valgurikkad toidud aga häirivad normaalset imendumist.

Suhtlemine teistega

Naatriummetalli kasutatakse keemia- ja metallurgiatööstuses, kus see toimib võimsa redutseerijana. Naatriumkloriidi (lauasoola) kasutavad eranditult kõik meie planeedi elanikud, see on kõige kuulsam maitseaine ja vanim säilitusaine.

Naatriumipuuduse tunnused

Naatriumipuudus tekib tavaliselt liigse higistamise tõttu – kuumas kliimas või füüsilise tegevuse ajal. Naatriumipuudust organismis iseloomustavad mäluhäired ja isutus, pearinglus, väsimus, dehüdratsioon, lihasnõrkus ja mõnikord krambid, nahalööbed, kõhukrambid, iiveldus ja oksendamine.

Liigse naatriumi märgid

Naatriumi liigne kogus kehas annab tunda pideva janu, turse ja allergiliste reaktsioonide näol.

Kas on pärast kõike seda ime, et naatriumi tootmine kasvab jätkuvalt?

Lõpetame oma loo elemendist nr 11 Dmitri Ivanovitš Mendelejevi sõnadega, mis on kirjutatud palju aastaid tagasi, kuid mis on meie päevade kohta kahekordselt tõesed: „Metallilise naatriumi tootmine on keemia üks olulisemaid avastusi, mitte ainult sellepärast, et selle kaudu. Lihtkehade mõiste laienes ja muutus õigemaks, kuid eriti seetõttu, et naatriumil on keemilised omadused, mis on teistes tuntud metallides vaid nõrgalt väljendunud.

Naatriumi keemiliste omaduste üksikasjalik kirjeldus on välja jäetud põhjusel, et see on üks väheseid keemiaosasid, mis on kooliõpikutes üsna täielikult esitatud.

• NAATRIUM ALLVEELAEVAS. Na sulab temperatuuril 98, kuid keeb ainult 883 °C juures. Järelikult on selle elemendi vedela oleku temperatuurivahemik üsna suur. Seetõttu (ja ka väikese neutronite püüdmise ristlõike tõttu) hakati tuumaenergias jahutusvedelikuna kasutama naatriumi. Eelkõige on Ameerika tuumaallveelaevad varustatud naatriumiahelatega elektrijaamadega. Reaktoris tekkiv soojus soojendab vedelat naatriumi, mis ringleb reaktori ja aurugeneraatori vahel. Aurugeneraatoris aurustab naatrium jahutamisel vett ja tekkiv kõrgsurve naatrium paneb auruturbiini pöörlema. Samadel eesmärkidel kasutatakse naatriumi ja kaaliumi sulamit.
• ANORGAANILINE FOTOSÜNTEES. Tavaliselt tekib naatriumi oksüdeerimisel oksiid koostisega Na 2 O. Kui aga naatriumi põletatakse kuivas õhus kõrgendatud temperatuuril, siis oksiidi asemel tekib peroksiid Na 2 O 2. See aine loobub kergesti oma "lisa" hapnikuaatomist ja seetõttu on sellel tugevad oksüdeerivad omadused. Omal ajal kasutati naatriumperoksiidi laialdaselt õlgkübarate pleegitamiseks. Nüüd on õlgkübarate osa naatriumperoksiidi kasutamisel tühine; selle põhikogused kasutatakse paberi pleegitamiseks ja õhu regenereerimiseks allveelaevades. Naatriumperoksiidi interaktsioonil süsihappegaasiga toimub hingamisele vastupidine protsess: 2Na 2 O 2 + 2CO 2 → 2Na 2 CO 3 + O 2, st seotakse süsinikdioksiid ja eraldub hapnik. Täpselt nagu roheline leht!
• NAATRIUM JA KULD. Ajal, mil avastati nr 11, alkeemia enam ei pooldanud ja idee muuta naatrium kullaks ei erutanud loodusteadlaste meeli. Nüüd kulub aga kulla saamiseks palju naatriumi. "Kullamaaki" töödeldakse naatriumtsüaniidi lahusega (ja see saadakse elementaarsest naatriumist). Sel juhul muudetakse kuld lahustuvaks kompleksühendiks, millest see tsingi abil eraldatakse. Kullakaevurid on ühed peamised elemendi nr 11 tarbijad. Tööstuslikus mastaabis toodetakse Na-tsüaniidi naatriumi, ammoniaagi ja koksi koosmõjul temperatuuril umbes 800 °C.
• NAATRIUMTRAAT. Naatriumi elektrijuhtivus on kolm korda madalam kui vasel. Kuid naatrium on 9 korda kergem! Selgub, et naatriumtraadid on tulusamad kui vasktraadid. Loomulikult ei valmistata õhukesi juhtmeid naatriumist, kuid kõrgete voolude jaoks on soovitatav teha siinid naatriumist. Need rehvid on terastorud, mis on otstest keevitatud ja seest täidetud naatriumiga. Sellised rehvid on odavamad kui vasest.

• NAATRIUM VEES. Iga koolilaps teab, mis juhtub, kui visata tükike naatriumi vette. Täpsemalt mitte vette, vaid vee peale, sest naatrium on veest kergem. Naatriumi veega reageerimisel eralduvast soojusest piisab naatriumi sulatamiseks. Ja nüüd jookseb läbi vee naatriumpall, mida juhib vabanenud vesinik. Naatriumi reaktsioon veega pole aga ainult ohtlik lõbu; vastupidi, see on sageli kasulik. Naatriumi kasutatakse veejälgede usaldusväärseks eemaldamiseks trafoõlidest, alkoholidest, eetritest ja muudest orgaanilistest ainetest ning naatriumamalgaami (ehk naatriumi ja elavhõbeda sulami) abil saab kiiresti määrata paljude ühendite niiskusesisaldust. Amalgaam reageerib veega palju rahulikumalt kui naatrium ise. Niiskusesisalduse määramiseks lisatakse orgaanilise aine proovile teatud kogus naatriumamalgaami ja niiskusesisaldus määratakse eralduva vesiniku mahu järgi.
• MAA NAATERIUMIVÖÖ. On üsna loomulik, et Na ei leidu Maal kunagi vabas olekus – see metall on liiga aktiivne. Kuid atmosfääri ülemistes kihtides - umbes 80 km kõrgusel - avastati aatomi naatriumikiht. Sellel kõrgusel pole praktiliselt hapnikku, veeauru ega midagi, millega naatrium saaks reageerida. Naatrium avastati ka tähtedevahelises ruumis spektraalmeetodite abil.
• NAATRIUMI ISOTOOPID. Looduslik naatrium koosneb ainult ühest isotoobist massiarvuga 23. Selle elemendi teadaolevalt on 13 radioaktiivset isotoopi, millest kaks pakuvad märkimisväärset teaduslikku huvi. Naatrium-22 kiirgab lagunemisel positroneid - positiivselt laetud osakesi, mille mass on võrdne elektronide massiga. Seda isotoopi poolestusajaga 2,58 aastat kasutatakse positroniallikana. Ja isotoopi naatrium-24 (selle poolestusaeg on umbes 15 tundi) kasutatakse meditsiinis teatud leukeemia vormide - tõsise verehaiguse - diagnoosimiseks ja raviks.

Kuidas saada naatriumi?

Moodne naatriumi tootmise elektrolüsaator on üsna muljetavaldav struktuur, mis näeb välja nagu ahi. See "pliit" on valmistatud tulekindlast tellistest ja seda ümbritseb väljast teraskesta. Altpoolt läbi elektrolüsaatori põhja sisestatakse grafiidianood, mida ümbritseb rõngakujuline võrk - diafragma. See võrk takistab naatriumi tungimist anoodiruumi, kus vabaneb kloor. Vastasel juhul põleks element nr 11 klooris. Anood, muide, on ka rõngakujuline. See on valmistatud terasest. Elektrolüsaatori kohustuslik tarvik on kaks korki. Üks on paigaldatud anoodi kohale kloori kogumiseks, teine ​​katoodi kohale naatriumi eemaldamiseks.

Elektrolüsaatorisse laaditakse põhjalikult kuivatatud naatriumkloriidi ja kaltsiumkloriidi segu. See segu sulab madalamal temperatuuril kui puhas naatriumkloriid. Elektrolüüs viiakse tavaliselt läbi temperatuuril umbes 600 °C.

Elektroodid varustatakse umbes 6 V alalisvooluga; Katoodil tühjenevad Na + ioonid ja eraldub naatriummetall. Naatrium ujub üles ja viiakse spetsiaalsesse kogusse (loomulikult ilma õhu juurdepääsuta). Anoodil eralduvad kloori mitteioonid Cl - ja eraldub kloorgaas - naatriumi tootmise väärtuslik kõrvalsaadus.

Tavaliselt töötab elektrolüsaator koormusel 25–30 tuhat A, samas kui päevas toodetakse 400–500 kg naatriumi ja 600–700 kg kloori.

"KÕIGE METALLILISEM METAL." Seda nimetatakse mõnikord naatriumiks. See ei ole täiesti õiglane: perioodilisuse tabelis suurenevad metalli omadused, kui liigute paremalt vasakule ja ülalt alla. Seega on rühma naatriumi analoogidel - francium, rubiidium, tseesium, kaalium - rohkem väljendunud metallilised omadused kui naatrium. (Loomulikult peame silmas ainult keemilisi omadusi.) Kuid naatriumil on ka terve hulk "metallilisi" keemilisi omadusi. See loovutab kergesti oma valentselektronid (üks iga aatomi kohta), valents on alati 1+ ja sellel on väljendunud redutseerivad omadused. Naatriumhüdroksiid NaOH on tugev leelis. Kõik see on seletatav naatriumi aatomi struktuuriga, mille väliskihil on üks elektron ja aatom saab sellest kergesti lahku minna.

Kas naatrium on metall või mittemetall? On ekslik arvata, et teine ​​variant. Naatrium on pehme, hõbevalge metall, mis ilmub perioodilisuse tabelis aatomnumbriga 11.

Pealegi on see (õigemini selle ühendid) tuntud juba iidsetest aegadest! Isegi Piibel mainib naatriumi puhastusvahendite koostisosana. See on aga ajalooline märkus, ehkki huvitav. Nüüd tasub rääkida selle elemendi omadustest ja selle muudest omadustest.

Füüsikalised omadused

Niisiis, vastus küsimusele "Kas naatrium on metall või mittemetall?" väga selge. Isegi ainult seda ainet vaadates saate kõigest aru. On ilmne, et Millel on muide, kuigi sellel on hõbevalge värv, õhukeste kihtidena violetne toon.

See on väga plastiline aine. Pehmed metallid on need, mida saab sepistada ilma suurema vaevata ning mida iseloomustab ka elastsus ja sulavus. Kuid seoses naatriumiga saab seda sõna kasutada otseses tähenduses. Seda saab ilma pingutuseta noaga lõigata. Muide, värske lõige särab väga eredalt. Muud omadused hõlmavad järgmist:

• Tihedus. Normaaltingimustes - 0,971 g/cm³.
• Sulamis- ja keemistemperatuurid on vastavalt 97,81 °C ja 882,95 °C.
• Molaarne soojusmahtuvus - 28,23 J/(K.mol).
• Sulamis- ja aurustumissoojus on vastavalt 2,64 kJ/mol ja 97,9 kJ/mol.
• Molaarmaht - 23,7 cm³/mol.

Väärib märkimist, et rõhu all muutub naatrium (Na) punaseks ja läbipaistvaks. Selles olekus on see metall väga sarnane rubiiniga.

Kui asetate selle toatemperatuurile, moodustab see kuubisümmeetriliselt kristalle. Alandades seda aga -268 °C-ni, näete, kuidas metall muutub kuusnurkseks faasiks. Et mõista, millest me räägime, pidage meeles grafiiti. See on kuusnurkse kristalli peamine näide.

Oksüdatsioon ja põlemine

Nüüd saame liikuda edasi naatriumi (Na) keemiliste omaduste juurde. See leelismetall oksüdeerub õhuga kokkupuutel kergesti. Selle tulemusena moodustub naatriumoksiid (Na 2 O). See näeb välja nagu värvitud kuupkristallid. See on soola moodustav kahekomponentne anorgaaniline aine, mida kasutatakse sünteesiprotsessis reagendina. Seda kasutatakse naatriumhüdroksiidi ja muude ühendite valmistamiseks.

Seetõttu säilitatakse metalli hapnikuga kokkupuute eest kaitsmiseks petrooleumis.

Kuid põlemisel tekib naatriumperoksiid (Na 2 O 2). Nad näevad välja nagu valge-kollased kristallid, mida iseloomustab jõuline koostoime veega, millega kaasneb soojuse eraldumine. Na 2 O 2 kasutatakse siidi, villa, kangaste, õlgede, viskoosi ja puidumassi pleegitamiseks.

Reaktsioonid veega

H2O-ga suhtleb edukalt ka hõbevalge pehme metallnaatrium. Reaktsioon veega on väga äge. Sellesse vedelikku asetatud väike naatriumitükk hõljub pinnale ja hakkab tekkiva soojuse toimel sulama. Selle tulemusena muutub see valgeks palliks, mis liigub kiiresti mööda veepinda erinevates suundades.

Selle väga suurejoonelise reaktsiooniga kaasneb vesiniku vabanemine. Sellise katse läbiviimisel tuleb olla ettevaatlik, kuna see võib süttida. Ja kõik toimub järgmise võrrandi järgi: 2Na + 2H 2 O → 2NaOH + H 2.

Koostoimed mittemetallidega

Naatrium on metall, seda võib nimetada ka tugevaks redutseerijaks, mis ta ka on. Nagu ka teised aluselised ained, aga. Seega reageerib see jõuliselt paljude muude mittemetallidega peale süsiniku, joodi ja väärisgaasidega, mille hulka kuuluvad radioaktiivne radoon, krüptoon, neoon, ksenoon, argoon ja heelium. Sellised reaktsioonid näevad välja järgmised: 2Na + Cl 2 → 2NaCl. Või siin on veel üks näide: 2Na + H2 → 250-450 °C 2NaH.

Väärib märkimist, et naatrium on aktiivsem kui liitium. Põhimõtteliselt võib see reageerida lämmastikuga, kuid väga halvasti (hõõguva voolu korral). Selle interaktsiooni tulemusena moodustub ebastabiilne aine, mida nimetatakse naatriumnitriidiks. Need on tumehallid kristallid, mis reageerivad veega ja lagunevad kuumutamisel. Need on moodustatud võrrandi järgi: 6Na + N 2 → 2Na 3 N.

Reaktsioonid hapetega

Need tuleks ka loetleda, rääkides naatriumi keemilistest omadustest. See aine reageerib lahjendatud hapetega nagu tavaline metall. See näeb välja selline: 2Na + 2HCl → 2NaCl + H2.

Naatrium interakteerub erinevalt kontsentreeritud ainetega, mida iseloomustavad oksüdatiivsed reaktsioonid; selliste reaktsioonidega kaasneb redutseerimisproduktide vabanemine. Siin on näide valemist: 8Na + 10NHO3 → 8NaNO3 + 3H2O.

Samuti väärib märkimist, et leelismetalli naatrium lahustub kergesti vedelas ammoniaagis (NH 3), mille 10% lahus on kõigile hästi tuntud kui ammoniaak. Võrrand näeb välja selline: Na + 4NH3 → -40°C Na4. Selle reaktsiooni tulemusena moodustub sinine lahus.

Metall suhtleb ka gaasilise ammoniaagiga, kuid kuumutamisel. See reaktsioon näeb välja järgmine: 2Na + 2NH3 → 35 0°C 2NaNH2 + H2.

Muud ühendused

Naatriumi peamiste omaduste loetlemisel tasub mainida ka seda, et see võib suhelda elavhõbedaga, ainulaadse elemendiga, mis tavatingimustes on valge-hõbedane raske vedelik, olles samas metall.

Selle reaktsiooni tulemusena moodustub sulam. Selle täpne nimi on naatriumamalgaam. Seda ainet kasutatakse redutseerijana, selle omadused on pehmemad kui puhtal metallil. Kui soojendate seda kaaliumiga, saate vedela sulami.

See metall võib lahustuda ka nn krooneetrites – makroheterotsüklilistes ühendites, kuid ainult orgaaniliste lahustite juuresolekul. Selle reaktsiooni tulemusena moodustub leelis (sool, tugev redutseerija) või elektrodiid (sinine lahusti).

Samuti ei saa mainimata jätta, et alküülhalogeniidid, mis on halogeen-süsinik ained, annavad naatriumi liiaga naatriumorgaanilisi ühendeid. Õhus süttivad nad tavaliselt spontaanselt. Ja vees nad plahvatavad.

Rakendus

Naatriumi omadused ja omadused võimaldavad seda laialdaselt kasutada tööstuses, metallurgias ja preparatiivses keemias võimsa redutseerijana. Lisaks on see aine seotud:

• Orgaaniliste lahustite kuivatamisel.
• Väävel-naatriumpatareide tootmisel.
• Veoautode mootorite väljalaskeklappides. Mängib vedela jahutusradiaatori rolli.
• Suurte voolude jaoks mõeldud elektrijuhtmete valmistamisel.
• Tseesiumi, rubiidiumi ja kaaliumiga sulamites. Koos nende ainetega moodustab naatrium ülitõhusa jahutusvedeliku, mida, muide, kasutatakse tuumareaktorites kiirete neutronite jaoks.
• Gaaslahenduslampides.

Ja need on vaid mõned selle rakendusvaldkonnad. Kuid kõige levinum aine maailmas on naatriumkloriid. Seda leidub peaaegu igas kodus, sest see on lauasool.

Samuti ei saa mainimata jätta, et maakoor koosneb 2,6% naatriumist. Ja üldiselt on see looduses levinumate elementide pingereas 7. kohal ja levinumate metallide edetabelis 5. kohal. Naatriumi on looduses võimatu leida puhtal kujul, kuna see on keemiliselt aktiivne, kuid seda leidub tohututes kogustes sulfaadi, karbonaadi, nitraadi ja kloriidina.

Bioloogiline roll

Niisiis, kõik põhitõed teemal "Kas naatrium on metall või mittemetall?" öeldi. Lõpetuseks paar sõna selle aine bioloogilisest rollist.

Naatrium on iga elusorganismi lahutamatu osa. Inimene pole erand. Siin on tema rollid:

• Säilitab osmootset rõhku.
• Transpordib süsihappegaasi.
• Normaliseerib vee tasakaalu.
• Soodustab glükoosi, aminohapete, anioonide transporti läbi rakumembraanide.
• Selle vahetus kaaliumiioonidega mõjutab aktsioonipotentsiaali teket.
• Positiivselt mõjutab valkude ainevahetust.
• Osaleb niisutusprotsessis.

Naatrium sisaldub peaaegu kõigis toodetes. Kuid selle peamised allikad on sool ja söögisooda. D-vitamiin parandab selle aine imendumist.

Naatriumipuudust ei teki, kuid paastu ajal võivad tekkida probleemid, mis on seotud ebapiisava koguse tarbimisega. See on täis kehakaalu langust, oksendamist, monosahhariidide imendumise halvenemist ja gaaside moodustumist seedetraktis. Eriti rasketel juhtudel tekivad neuralgia ja krambid. Seetõttu on parem mitte allutada oma keha tugevale nälgimisele.