Natrij (Na) je glavni regulator ravnoteže vode u tijelu. Natrij. Svojstva natrija. Primjena natrija Zašto je jednostavna tvar koju tvori natrij metal

Okvirni sadržaj predavanja:

1. Rasprostranjenost natrija u prirodi.

2. Povijesna pozadina.

3. Fizikalna svojstva natrija

4. 4.Kemijska svojstva natrija

5. Dobivanje natrija.

6. 6.Dobijanje natrija.

Natrij(Natrij), Na, kemijski element I. skupine periodnog sustava Mendeljejeva: atomski broj 11, atomska masa 22,9898; srebrnobijeli mekani metal koji brzo oksidira s površine na zraku. Prirodni element sastoji se od jednog stabilnog izotopa, 23 Na.

Povijesna referenca. Prirodni spojevi natrija - kuhinjska sol NaCl, soda Na 2 CO 3 - poznati su od davnina. Naziv "natrij" dolazi od arapske riječi natrun, grč. nitron, izvorno se odnosio na prirodnu sodu. Već u 18. stoljeću kemičari su poznavali mnoge druge spojeve natrija. Međutim, sam metal je tek 1807. godine dobio G. Davy elektrolizom kaustične sode NaOH. U Velikoj Britaniji, SAD-u, Francuskoj element se naziva natrij (od španjolske riječi soda - soda), u Italiji - sodio.

Širenjenpretkomore u prirodi.

Natrij je tipičan element u gornjem dijelu zemljine kore. Njegov prosječni sadržaj u litosferi je 2,5% po masi, u kiselim magmatskim stijenama (graniti i dr.) 2,77, u baznim stijenama (bazalti i dr.) 1,94, u ultrabazičnim stijenama (plaštane stijene) 0,57. Zbog izomorfizma Na + i Ca 2+, zbog blizine njihovih ionskih radijusa, u magmatskim stijenama nastaju natrij-kalcijevi glinenci (plagioklasi). U biosferi postoji oštra diferencijacija natrija: sedimentne stijene su u prosjeku osiromašene natrijem (0,66% u glinama i škriljevcima), malo ga ima u većini tala (prosječno 0,63%). Ukupan broj minerala Natrija je 222. Na se slabo zadržava na kontinentima i donosi rijekama u mora i oceane, gdje mu je prosječni sadržaj 1,035% (Na je glavni metalni element morske vode). Tijekom isparavanja natrijeve soli talože se u obalnim morskim lagunama, kao iu kontinentalnim jezerima stepa i pustinja, tvoreći slojeve stijena koje sadrže sol. Glavni minerali koji su izvor natrija i njegovih spojeva su halit (kamena sol) NaCl, čileanska salitra NaNO 3, tenardit Na 2 SO 4, mirabilit Na 2 SO 4 10H 2 O, trona NaH(CO 3) 2 2H 2 O Na je važan bioelement, živa tvar sadrži prosječno 0,02% Na; U životinjama ga ima više nego u biljkama.

Fizička svojstvanatrij

Na uobičajenoj temperaturi Natrij kristalizira u kubičnoj rešetki, a = 4,28 Å. Atomski radijus 1,86Å, ionski radijus Na+ 0,92Å. Gustoća 0,968 g/cm 3 (19,7 °C), talište 97,83 °C, vrelište 882,9 °C; specifični toplinski kapacitet (20 °C) 1,23 10 3 J/(kg K) ili 0,295 cal/(g deg); koeficijent toplinske vodljivosti 1,32·10 2 W/(m·K) ili 0,317 cal/(cm·sec·deg); temperaturni koeficijent linearne ekspanzije (20 °C) 7,1·10 -5; električni otpor (0 °C) 4,3·10 -8 ohm·m (4,3·10 -6 ohm·cm). Natrij je paramagnetik, specifična magnetska osjetljivost +9,2·10 -6; vrlo plastičan i mekan (lako se reže nožem).

Kemijska svojstvanatrij

Normalni elektrodni potencijal natrija je -2,74 V; potencijal elektrode u talini -2,4 V. Natrijeve pare boje plamen u karakterističnu jarko žutu boju. Konfiguracija vanjskih elektrona atoma je 3s 1; U svim poznatim spojevima natrij je jednovalentan. Njegova kemijska aktivnost je vrlo visoka. U izravnoj interakciji s kisikom, ovisno o uvjetima, nastaje Na 2 O oksid ili Na 2 O 2 peroksid - bezbojne kristalne tvari. Natrij s vodom tvori hidroksid NaOH i H 2; reakcija može biti popraćena eksplozijom. Mineralne kiseline tvore odgovarajuće soli topljive u vodi s natrijem, međutim, natrij je relativno inertan u odnosu na 98-100% sumpornu kiselinu.

Reakcija natrija s vodikom počinje na 200 °C i dovodi do proizvodnje NaH hidrida, bezbojne higroskopne kristalne tvari. Natrij reagira izravno s fluorom i klorom čak i pri običnim temperaturama, s bromom - samo kada se zagrijava; nema izravne interakcije s jodom. Burno reagira sa sumporom, stvarajući natrijev sulfid; interakcija natrijeve pare s dušikom u polju tihog električnog pražnjenja dovodi do stvaranja Na 3 N nitrida, a s ugljikom na 800-900 ° C - do proizvodnje Na 2 C 2 karbid.

Natrij se otapa u tekućem amonijaku (34,6 g na 100 g NH 3 pri 0°C) i stvara komplekse amonijaka. Kada se plinoviti amonijak propusti kroz rastaljeni natrij na 300-350 °C, nastaje natrijev amin NaNH 2 - bezbojna kristalna tvar koja se lako razgrađuje vodom. Poznat je velik broj organonatrijevih spojeva koji su po kemijskim svojstvima vrlo slični organolitijevim spojevima, ali su im superiorni u reaktivnosti. Natrijevi organski spojevi koriste se u organskoj sintezi kao alkilirajuća sredstva.

Natrij je sastavni dio mnogih praktično važnih legura. Legure Na–K, koje sadrže 40-90% K (po masi) na temperaturi od oko 25°C, srebrno-bijele su tekućine koje su vrlo kemijski reaktivne i zapaljive na zraku. Električna vodljivost i toplinska vodljivost tekućih legura Na–K niže su od odgovarajućih vrijednosti za Na i K. Natrijevi amalgami lako se dobivaju uvođenjem metalnog natrija u živu; sa sadržajem većim od 2,5% Na (težinski) na običnim temperaturama već su krutine.

Priznanicanatrij.

Glavna industrijska metoda za proizvodnju natrija je elektroliza rastaljene soli NaCl koja sadrži aditive KCl, NaF, CaCl 2 i druge, koji snižavaju talište soli na 575-585 °C. Elektroliza čistog NaCl dovela bi do velikih gubitaka natrija isparavanjem, budući da su tališta NaCl (801 °C) i vrelišta Na (882,9 °C) vrlo blizu. Elektroliza se provodi u elektrolizerima s dijafragmom, katode su od željeza ili bakra, anode od grafita. Klor se proizvodi istovremeno s natrijem. Stari način dobivanja natrija je elektroliza rastaljenog natrijevog hidroksida NaOH, koji je znatno skuplji od NaCl, ali se elektrolitički razgrađuje na nižoj temperaturi (320-330 °C).

Primjenanatrij.

Natrij i njegove legure naširoko se koriste kao rashladna sredstva za procese koji zahtijevaju ravnomjerno zagrijavanje u rasponu od 450-650 °C - u ventilima motora zrakoplova, a posebno u nuklearnim elektranama. U potonjem slučaju, legure Na–K služe kao rashladna sredstva za tekuće metale (oba elementa imaju male presjeke apsorpcije toplinskih neutrona, za Na 0,49 barna); ove legure karakteriziraju visoka vrelišta i koeficijenti prijenosa topline i ne stupaju u interakciju sa strukturnim materijalima na visokim temperaturama razvijaju se u elektranama.nuklearni reaktori. Spoj NaPb (10% Na težinski) koristi se u proizvodnji tetraetil olova, najučinkovitijeg sredstva protiv detonacije. U leguri na bazi olova (0,73% Ca, 0,58% Na i 0,04% Li) koja se koristi za proizvodnju osovinskih ležajeva za željeznička vozila, natrij je aditiv za ojačavanje. U metalurgiji natrij služi kao aktivni redukcijski agens u proizvodnji nekih rijetkih metala (Ti, Zr, Ta) metalotermijskim metodama; u organskoj sintezi - u reakcijama redukcije, kondenzacije, polimerizacije i dr.

Zbog visoke kemijske aktivnosti natrija, rukovanje njime zahtijeva oprez. Posebno je opasno ako voda dođe u dodir s natrijem, što može dovesti do požara i eksplozije. Oči treba zaštititi zaštitnim naočalama, ruke debelim gumenim rukavicama; Kontakt natrija s mokrom kožom ili odjećom može izazvati ozbiljne opekline.

-element glavna podskupina prve skupine, treće periode periodnog sustava kemijskih elemenata D. I. Mendeljejeva, s atomskim brojem 11. Označava se simbolom Na (lat. Natrium). Jednostavna tvar natrij (CAS broj: 7440-23-5) je meki alkalni metal srebrnastobijele boje.

Povijest i porijeklo imena

Dijagram atoma natrija

Natrij (ili bolje rečeno njegovi spojevi) koristi se od davnina. Na primjer, soda (natron), prirodno pronađena u vodama soda jezera u Egiptu. Stari Egipćani koristili su prirodnu sodu za balzamiranje, izbjeljivanje platna, kuhanje hrane te izradu boja i glazura. Plinije Stariji piše da je u delti Nila soda (sadržala je dovoljan udio nečistoća) izolirana iz riječne vode. U prodaju je išao u obliku velikih komada, obojen sivom ili čak crnom bojom zbog primjesa ugljena.

Natrij je prvi dobio engleski kemičar Humphry Davy 1807. elektrolizom krutog NaOH.

Naziv "natrij" dolazi iz arapskog jezika natrun na grčkom - nitron i izvorno se odnosilo na prirodnu sodu. Sam element prije se zvao natrij.

Priznanica

Prvi način proizvodnje natrija bila je reakcija redukcije natrijev karbonat ugljena pri zagrijavanju tijesne smjese ovih tvari u željeznoj posudi na 1000 °C:

Na 2 CO 3 +2C=2Na+3CO

Tada se pojavio još jedan način proizvodnje natrija - elektroliza rastaljenog natrijevog hidroksida ili natrijevog klorida.

Fizička svojstva

Kvalitativno određivanje natrija pomoću plamena - svijetlo žuta boja spektra emisije “natrijeve D-linije”, dublet 588,9950 i 589,5924 nm.

Natrij je srebrno-bijeli metal, u tankim slojevima s ljubičastom nijansom, plastičan, čak i mekan (lako se reže nožem), svježi rez natrija je sjajan. Vrijednosti električne i toplinske vodljivosti natrija su prilično visoke, gustoća je 0,96842 g/cm³ (pri 19,7° C), talište je 97,86° C, a vrelište 883,15° C.

Kemijska svojstva

Alkalijski metal koji lako oksidira na zraku. Za zaštitu od atmosferskog kisika metalni natrij pohranjuje se ispod sloja kerozin. Natrij je manje aktivan od litij, dakle sa dušik reagira samo pri zagrijavanju:

2Na + 3N 2 = 2NaN 3

Kada postoji veliki višak kisika, nastaje natrijev peroksid

2Na + O 2 = Na 2 O 2

Primjena

Metalni natrij naširoko se koristi u preparativnoj kemiji i industriji kao snažno redukcijsko sredstvo, uključujući i metalurgiju. Natrij se koristi u proizvodnji energetski visoko intenzivnih natrij-sumpornih baterija. Također se koristi u ispušnim ventilima kamiona kao hladnjak. Povremeno se metalni natrij koristi kao materijal za električne žice namijenjene prijenosu vrlo jakih struja.

U leguri s kalijem, kao i sa rubidij i cezij koristi se kao visoko učinkovito rashladno sredstvo. Konkretno, sastav legure je natrij 12%, kalij 47 %, cezij 41% ima rekordno nisko talište od -78 °C i predložen je kao radni fluid za ionske raketne motore i rashladno sredstvo za nuklearne elektrane.

Natrij se također koristi u visokotlačnim i niskotlačnim žaruljama za pražnjenje (HPLD i LPLD). NLVD žarulje tipa DNaT (Arc Sodium Tubular) imaju vrlo široku primjenu u uličnoj rasvjeti. Daju jarko žuto svjetlo. Životni vijek HPS žarulja je 12-24 tisuće sati. Stoga su plinskoizbojne žarulje tipa HPS nezamjenjive za urbanu, arhitektonsku i industrijsku rasvjetu. Tu su i lampe DNaS, DNaMT (Arc Sodium Matte), DNaZ (Arc Sodium Mirror) i DNaTBR (Arc Sodium Tubular Without Mercury).

Metalni natrij koristi se u kvalitativnoj analizi organske tvari. Legura natrija i ispitivane tvari se neutralizira etanol, dodati nekoliko mililitara destilirane vode i podijeliti na 3 dijela, J. Lassaigneov test (1843.), usmjeren na određivanje dušika, sumpora i halogena (Beilsteinov test)

Natrijev klorid (kuhinjska sol) je najstarija korištena aroma i konzervans.
- Natrijev azid (Na 3 N) koristi se kao sredstvo za nitriranje u metalurgiji i u proizvodnji olovnog azida.
- Natrijev cijanid (NaCN) koristi se u hidrometalurškoj metodi ispiranja zlata iz stijena, kao i u nitrougljikovodici čelika te u galvanizaciji (posrebrivanju, pozlaćivanju).
- Natrijev klorat (NaClO 3) koristi se za uništavanje neželjenog raslinja na željezničkim tračnicama.

Biološka uloga

U tijelu se natrij uglavnom nalazi izvan stanica (oko 15 puta više nego u citoplazmi). Tu razliku održava natrij-kalijeva pumpa koja ispumpava natrij zarobljen unutar stanice.

Zajedno skalijnatrij obavlja sljedeće funkcije:
Stvaranje uvjeta za pojavu membranskog potencijala i mišićnih kontrakcija.
Održavanje osmotske koncentracije krvi.
Održavanje acidobazne ravnoteže.
Normalizacija ravnoteže vode.
Osiguravanje membranskog transporta.
Aktivacija mnogih enzima.

Natrij se nalazi u gotovo svim namirnicama, iako ga tijelo najviše dobiva iz kuhinjske soli. Apsorpcija se uglavnom odvija u želucu i tankom crijevu. Vitamin D poboljšava apsorpciju natrija, no pretjerano slana hrana i hrana bogata bjelančevinama ometaju normalnu apsorpciju. Količina natrija unesena hranom pokazuje sadržaj natrija u mokraći. Hrana bogata natrijem karakterizira ubrzano izlučivanje.

Nedostatak natrija kod osoba koje su na dijeti uravnotežena hrana ne javlja se kod ljudi, međutim, neki problemi mogu nastati kod vegetarijanske prehrane. Privremeni nedostatak može biti uzrokovan uporabom diuretika, proljevom, prekomjernim znojenjem ili prekomjernim unosom vode. Simptomi nedostatka natrija uključuju gubitak težine, povraćanje, plinove u probavnom traktu i smanjenu apsorpciju aminokiselina i monosaharida. Dugotrajni nedostatak uzrokuje grčeve mišića i neuralgiju.

Višak natrija uzrokuje oticanje nogu i lica, kao i pojačano izlučivanje kalija mokraćom. Maksimalna količina soli koju bubrezi mogu preraditi je otprilike 20-30 grama, svaka veća količina je opasna po život.

Natrij je jedan od alkalijskih metala. Tablica kemijskih elemenata prikazuje ga kao atom koji pripada trećoj periodi i prvoj skupini.

Fizička svojstva

Ovaj dio će ispitati karakteristike natrija s fizičkog gledišta. Za početak, u svom čistom obliku to je srebrnasta krutina s metalnim sjajem i niskom tvrdoćom. Natrij je toliko mekan da se lako može rezati nožem. Talište ove tvari je prilično nisko i iznosi sedamdeset i devet stupnjeva Celzijusa. Atomska masa natrija također je mala, o tome ćemo kasnije. Gustoća ovog metala je 0,97 g/cm 3 .

Kemijska svojstva natrija

Ovaj element ima vrlo visoku aktivnost - sposoban je brzo i burno reagirati s mnogim drugim tvarima. Također, tablica kemijskih elemenata omogućuje određivanje takve vrijednosti kao što je molarna masa - za natrij je dvadeset i tri. Jedan mol je količina tvari koja sadrži 6,02 x 10 na 23. potenciju atoma (molekula, ako je tvar složena). Znajući molarnu masu elementa, možete odrediti koliko će određeni mol određene tvari težiti. Na primjer, dva mola natrija teže četrdeset i šest grama. Kao što je gore spomenuto, ovaj metal je jedan od kemijski najaktivnijih; alkalni je; prema tome, njegov oksid može tvoriti alkalije (jake baze).

Kako nastaju oksidi

Sve tvari u ovoj skupini, uključujući i natrij, mogu se dobiti spaljivanjem izvornog materijala. Dakle, metal reagira s kisikom, što dovodi do stvaranja oksida. Na primjer, ako spalimo četiri mola natrija, potrošit ćemo jedan mol kisika i dobiti dva mola oksida ovog metala. Formula natrijevog oksida je Na 2 O. Jednadžba reakcije izgleda ovako: 4Na + O 2 = 2Na 2 O. Ako dodate vodu dobivenoj tvari, nastaje lužina - NaOH.

Uzimajući jedan mol oksida i jedan mol vode, dobivamo dva mola baze. Ovdje je jednadžba za ovu reakciju: Na 2 O + H 2 O = 2NaOH. Dobivena tvar se također naziva natrijev hidroksid. To je zbog njegovih izraženih alkalnih svojstava i visoke kemijske aktivnosti. Poput jakih kiselina, kaustični natrij aktivno reagira sa solima nisko aktivnih metala, organskim spojevima itd. Tijekom interakcije sa solima dolazi do reakcije razmjene - nastaju nova sol i nova baza. Otopina natrijevog hidroksida može lako uništiti tkaninu, papir, kožu i nokte, stoga je potrebno pridržavati se sigurnosnih pravila pri radu s njom. Koristi se u kemijskoj industriji kao katalizator, a također iu svakodnevnom životu kao sredstvo za otklanjanje problema začepljenih cijevi.

Reakcije s halogenima

To su jednostavne tvari koje se sastoje od kemijskih elemenata koji pripadaju sedmoj skupini periodnog sustava. Njihov popis uključuje fluor, jod, klor, brom. Natrij je sposoban reagirati sa svima njima, tvoreći spojeve kao što su natrijev klorid/bromid/jodid/fluorid. Za izvođenje reakcije potrebno je uzeti dva mola dotičnog metala i dodati mu jedan mol fluora. Kao rezultat, dobivamo natrijev fluorid u količini od dva mola. Ovaj se proces može napisati kao jednadžba: Na + F 2 = 2NaF. Natrijev fluorid koji smo dobili koristi se u proizvodnji zubnih pasti protiv karijesa, kao i deterdženata za razne površine. Slično, dodavanjem klora možete dobiti (kuhinjsku sol), natrijev jodid koji se koristi u proizvodnji metalhalogenih lampi, natrijev bromid koji se koristi kao lijek za neuroze, nesanicu, histeriju i druge poremećaje živčanog sustava.

S drugim jednostavnim tvarima

Moguće su i reakcije natrija s fosforom, sumporom (sumpor) i ugljikom (ugljik). Ova vrsta kemijske interakcije može se izvesti samo ako se stvore posebni uvjeti u obliku visoke temperature. Dakle, dolazi do reakcije adicije. Uz njegovu pomoć možete dobiti tvari kao što su natrijev fosfid, natrijev sulfid, natrijev karbid.

Primjer je dodavanje atoma određenog metala atomima fosfora. Ako uzmete tri mola predmetnog metala i jedan mol druge komponente, zatim ih zagrijete, dobit ćete jedan mol natrijeva fosfida. Ova se reakcija može napisati u obliku sljedeće jednadžbe: 3Na + P = Na 3 P. Osim toga, natrij može reagirati s dušikom kao i s vodikom. U prvom slučaju nastaje nitrid ovog metala, u drugom - hidrid. Primjeri uključuju sljedeće jednadžbe kemijske reakcije: 6Na + N2 = 2Na 3 N; 2Na + H2 = 2NaH. Prva interakcija zahtijeva električno pražnjenje, druga zahtijeva visoku temperaturu.

Reakcije s kiselinama

Svojstva natrija ne završavaju s jednostavnim. Ovaj metal također reagira sa svim kiselinama. Kao rezultat takvih kemijskih interakcija nastaje i vodik. Na primjer, kada dotični metal reagira sa solnom kiselinom, nastaje kuhinjska sol i vodik koji isparava. Ova se reakcija može izraziti pomoću jednadžbe reakcije: Na + HCl = NaCl + H 2. Ova vrsta kemijske interakcije naziva se supstitucijska reakcija. Pomoću njega također možete dobiti soli kao što su fosfat, nitrat, nitrit, sulfat, sulfit i natrijev karbonat.

Interakcija sa solima

Natrij reagira sa solima svih metala osim s kalijem i kalcijem (oni su kemijski aktivniji od dotičnog elementa). U ovom slučaju, kao iu prethodnom, dolazi do reakcije supstitucije. Atomi predmetnog metala zauzimaju mjesto atoma kemijski slabijeg metala. Tako miješanjem dva mola natrija i jednog mola magnezijevog nitrata dobivamo dva mola, kao i čisti magnezij - jedan mol. Jednadžba za ovu reakciju može se napisati na sljedeći način: 2Na + Mg(NO 3) 2 = 2NaNO 3 + Mg. Koristeći isti princip, mogu se dobiti mnoge druge natrijeve soli. Ova metoda se također može koristiti za dobivanje metala iz njihovih soli.

Što se događa ako natriju dodate vodu?

Ovo je možda jedna od najčešćih tvari na planetu. A metal o kojem je riječ također je sposoban stupiti u kemijsku interakciju s njim. U ovom slučaju nastaje kaustični natrij ili natrijev hidroksid, o čemu smo već raspravljali.

Da biste proveli takvu reakciju, morat ćete uzeti dva mola natrija, dodati mu vodu, također u količini od dva mola, a kao rezultat dobivamo dva mola hidroksida i jedan mol vodika, koji se oslobađa u u obliku plina oštrog mirisa.

Natrij i njegovo djelovanje na organizam

Nakon što smo ispitali ovaj metal s kemijskog gledišta, prijeđimo na biološke karakteristike natrija. Jedan je od važnih mikroelemenata. Prije svega, to je jedna od komponenti životinjske stanice. Ovdje obavlja važne funkcije: zajedno s kalijem podupire, sudjeluje u stvaranju i širenju živčanih impulsa između stanica, te je neophodan kemijski element za osmotske procese (što je nužno, na primjer, za funkcioniranje stanica bubrega). Osim toga, natrij je odgovoran za ravnotežu vode i soli u stanici. Također, bez ovog kemijskog elementa nemoguć je transport glukoze kroz krv koja je toliko neophodna za funkcioniranje mozga. Ovaj metal također sudjeluje u procesu kontrakcije mišića.

Ovaj mikroelement ne trebaju samo životinje - natrij u tijelu biljaka također obavlja važne funkcije: sudjeluje u procesu fotosinteze, pomaže u transportu ugljikohidrata, a također je neophodan za prolaz organskih i anorganskih tvari kroz membrane.

Višak i nedostatak natrija

Pretjerana konzumacija soli tijekom dužeg vremenskog razdoblja može dovesti do povećanja razine ovog kemijskog elementa u tijelu. Simptomi viška natrija mogu uključivati ​​povišenu tjelesnu temperaturu, oticanje, povećanu živčanu razdražljivost i oslabljenu funkciju bubrega. Ako se pojave takvi simptomi, morate iz prehrane ukloniti kuhinjsku sol i hranu koja sadrži puno ovog metala (popis će biti naveden u nastavku), a zatim se odmah posavjetujte s liječnikom. Smanjeni sadržaj natrija u tijelu također dovodi do neugodnih simptoma i disfunkcije organa. Ovaj kemijski element može se isprati dugotrajnim uzimanjem diuretika ili pijenjem samo pročišćene (destilirane) vode, s pojačanim znojenjem i dehidracijom tijela. Simptomi nedostatka natrija su žeđ, suha koža i sluznica, povraćanje i mučnina, slab apetit, poremećaj svijesti i apatija, tahikardija i prestanak pravilnog rada bubrega.

Hrana s visokim udjelom natrija

Kako biste izbjegli previsok ili prenizak sadržaj dotičnog kemijskog elementa u organizmu, morate znati u kojoj ga se hrani najviše nalazi. Prije svega, ovo je već spomenuta kuhinjska sol. Sastoji se od četrdeset posto natrija. Može biti i morska sol. Osim toga, ovaj se metal nalazi u zrnu soje i sojinom umaku. Velike količine natrija nalaze se u plodovima mora. To su morske alge, većina vrsta riba, škampi, hobotnice, meso rakova, kavijar, rakovi itd. Sadržaj natrija u njima je posljedica činjenice da ovi organizmi žive u slanom okruženju s visokom koncentracijom soli raznih metala važnih za normalno funkcioniranje organizma.

Upotreba ovog metala i nekih njegovih spojeva

Primjena natrija u industriji vrlo je raznolika. Prije svega, ova tvar se koristi u kemijskoj industriji. Ovdje je potrebno dobiti tvari kao što su hidroksid dotičnog metala, njegov fluorid, sulfati i nitrati. Osim toga, koristi se kao jako redukcijsko sredstvo za izolaciju čistih metala iz njihovih soli. Za takve svrhe postoji poseban tehnički natrij. Njegova svojstva su zabilježena u GOST 3273-75. Zbog gore spomenutih jakih redukcijskih svojstava, natrij se široko koristi u metalurgiji.

Ovaj kemijski element svoju primjenu nalazi i u farmaceutskoj industriji, gdje je najčešće potreban za dobivanje njegovog bromida, koji je jedan od glavnih sastojaka mnogih sedativa i antidepresiva. Osim toga, natrij se može koristiti u proizvodnji svjetiljki s izbojem u plinu - to će biti izvori jarko žute svjetlosti. Kemijski spoj kao što je natrijev klorat (NaClO 3) uništava mlade biljke pa se njime uklanjaju sa željezničkih tračnica kako ne bi prerasle. Natrijev cijanid naširoko se koristi u rudarskoj industriji zlata. Uz njegovu pomoć, ovaj metal se dobiva iz stijena.

Kako dobivate natrij?

Najčešća metoda je reakcija karbonata dotičnog metala s ugljikom. Da biste to učinili, potrebno je zagrijati dvije navedene tvari na temperaturu od oko tisuću stupnjeva Celzijusa. Kao rezultat toga nastaju dva kemijska spoja: natrij i dim. Kada jedan mol natrijevog karbonata reagira s dva mola ugljika, dobiju se dva mola željenog metala i tri mola ugljičnog monoksida. Jednadžba gornje reakcije može se napisati na sljedeći način: NaCO 3 + 2C = 2Na + 3CO. Na sličan način se ovaj kemijski element može dobiti iz njegovih ostalih spojeva.

Kvalitativne reakcije

Prisutnost natrija+, kao i svih drugih kationa ili aniona, može se odrediti posebnim kemijskim manipulacijama. Kvalitativna reakcija na natrijev ion je izgaranje - ako ga ima, plamen će biti žuto obojen.

Gdje se dotični kemijski element može naći u prirodi?

Prvo, kao što je već spomenuto, to je jedna od komponenti životinjskih i biljnih stanica. Također, njegova visoka koncentracija uočena je u morskoj vodi. Osim toga, natrij je dio nekih minerala. To je, na primjer, silvinit, njegova formula je NaCl. KCl, kao i karnalit, čija je formula KCl.MgCl 2 .6H 2 O. Prvi od njih ima heterogenu strukturu s izmjeničnim raznobojnim dijelovima, a boja mu može biti narančasta, ružičasta, plava i crvena. Ovaj mineral potpuno je topiv u vodi. Karnalit, ovisno o mjestu nastanka i nečistoćama, može imati i različite boje. Može biti crvena, žuta, bijela, svijetloplava, a također i prozirna. Ima slab sjaj i svjetlosne zrake se u njemu jako lome. Ova dva minerala služe kao sirovine za proizvodnju metala koji ulaze u njihov sastav: natrija, kalija, magnezija.

Znanstvenici vjeruju da je metal koji smo ispitivali u ovom članku jedan od najčešćih u prirodi, jer čini dva i pol posto u zemljinoj kori.

Natrij i njegovi spojevi poznati su ljudima od davnina. Vjerojatno najpopularniji i najpoznatiji spoj je natrijev klorid, poznatiji kao kuhinjska sol. Kuhinjska sol neizostavan je sastojak gotovo svakog jela. Prema znanstvenicima, ljudi su počeli jesti kuhinjsku sol prije nekoliko tisuća godina.

Još jedan popularan spoj je natrijev karbonat. Natrijev karbonat je obična soda koja se prodaje u bilo kojoj trgovini. Tvar su ljudi također koristili od davnina kao deterdžent. Dakle, ljudi su bili izloženi natriju i njegovim spojevima svaki dan mnogo desetaka i stotina godina. Natrij lako reagira s metalnim i nemetalnim elementima, tvoreći legure i spojeve koji se široko koriste u industriji. Pogledajmo pobliže svojstva i karakteristike ovog metala.

Karakteristike natrija

Fizička svojstva

Natrij je mekan, rastezljiv metal koji se može vrlo lako rezati nožem. Ima srebrno-bijelu boju i karakterističan metalni sjaj. Metal dobro provodi toplinu i elektricitet. Atomi natrija povezani su metalnom vezom.

Kemijska svojstva

Kada reagiraju s drugim kemijskim elementima, atomi natrija lako odustaju valentne elektrone. U tom se slučaju atomi natrija pretvaraju u ione s pozitivnim nabojem.

• Natrij vrlo brzo oksidira na otvorenom. Zbog toga se metal obično skladišti u kerozinu.
• Kada izgara u kisiku, stvara spoj natrijev peroksid (Na 2 O 2)
• Kada se zagrijava, natrij reagira s vodikom u hidrid (2NaH)
• Natrij prilično lako reagira s nemetalima kao što su sumpor, porculan i drugi.
• Natrij također može reagirati s metalima. Time se proizvode razne legure koje se široko koriste u proizvodnji i industriji.
• Natrij burno reagira s vodom.

Pronalaženje natrija u prirodi

Natrij je na sedmom mjestu na popisu najzastupljenijih elemenata na Zemlji. Natrij je također peti najčešći metal. Među metalima, jedini metali koji se češće nalaze od natrija su aluminij, željezo, kalcij i magnezij.

Natrij se u prirodi ne pojavljuje u čistom obliku. Razlog tome je visoka kemijska aktivnost natrija. Element se u prirodi pojavljuje kao klorid, karbonat, nitrat, sulfat i druge soli.

Gdje se natrij nalazi u prirodi?

Prvo, u zemljinoj kori zabilježen je prilično visok sadržaj natrija. Udio tvari je približno 2,6%.

Drugo, natrij i njegovi spojevi nalaze se u velikim količinama na mjestima gdje su drevna mora isparila.

Još jedno mjesto gdje se akumuliraju natrij i njegovi spojevi su oceanske vode. Znanstvenici su izračunali da je sve soli koja se nalazi u Svjetskom oceanu oko 19 milijuna kubičnih kilometara.

Natrij se također nalazi u malim količinama u živim bićima. Istodobno, sadržaj natrija u životinja je nešto veći nego u biljkama. Natrijevi ioni u živim organizmima obavljaju kritičnu funkciju: olakšavaju prijenos živčanih impulsa.

Primjena natrija u industriji

Natrij se široko koristi u mnogim industrijama: kemijskoj, metalurškoj, nuklearnoj, prehrambenoj, lakoj i drugim industrijama.

U kemijskoj industriji natrij se koristi za proizvodnju raznih deterdženata i sredstava za čišćenje, gnojiva i antiseptika.

U metalurgiji se natrij koristi u procesu proizvodnje drugih tvari kao što su torij, uran, titan, cirkonij i drugi spojevi. Natrij u takvim reakcijama djeluje kao redukcijsko sredstvo.

Natrij se također široko koristi u nuklearnoj energiji. Natrij i njegove legure koriste se kao rashladno sredstvo.

U lakoj industriji natrij se široko koristi za preradu kože.

Natrij je bitan element u prehrambenoj industriji. Natrijev klorid, poznatiji kao kuhinjska sol, možda je najčešći aditiv u hrani bez kojeg se ne može pripremiti nijedno jelo.

Natrij je u svom čistom obliku dobio 1807. godine Humphry Davy, engleski kemičar koji je nedugo prije otkrio natrij. Davy je proveo proces elektrolize jednog od natrijevih spojeva - hidroksida, čijim je taljenjem dobio natrij. Čovječanstvo koristi natrijeve spojeve od davnina, soda prirodnog podrijetla korištena je još u starom Egiptu (kalorizator). Imenovao element natrij (natrij) , ponekad se baš ovo ime može naći i sada. Uobičajeni naziv je natrij (od lat natrij- soda) predložio je Šveđanin Jens Berzelius.

Natrij je element skupine I od III treće periode periodnog sustava kemijskih elemenata D.I. Mendeljejev, ima atomski broj 11 i atomsku masu 22,99. Prihvaćena oznaka je Na(od latinskog natrij).

Biti u prirodi

Natrijevi spojevi nalaze se u zemljinoj kori i morskoj vodi kao nečistoća koja zbog djelovanja zračenja nastoji obojiti kamenu sol u plavo.

Natrij je mekan, savitljiv alkalni metal koji je srebrnobijele boje i sjajan kada se svježe reže (natrij je sasvim moguće rezati nožem). Kad se pritisne, pretvara se u prozirnu crvenu tvar, a na normalnim temperaturama kristalizira. U interakciji sa zrakom brzo oksidira, pa se natrij mora skladištiti ispod sloja kerozina.

Dnevna potreba za natrijem

Natrij je važan mikroelement za ljudsko tijelo; dnevna potreba za odrasle je 550 mg, za djecu i adolescente - 500-1300 mg. Tijekom trudnoće, dnevna norma natrija je 500 mg, au nekim slučajevima (pretjerano znojenje, dehidracija, uzimanje diuretika) treba povećati.

Natrij se nalazi u gotovo svim plodovima mora (rakovi, rakovi, hobotnice, lignje, dagnje, morske alge), ribi (inćuni, sardine, iverak, kokoš itd.), kokošjim jajima, žitaricama (heljda, riža, biserni ječam, zobene pahuljice, proso) ), mahunarke (grašak, grah), povrće (rajčica, celer, mrkva, kupus, cikla), mliječni proizvodi i mesni nusproizvodi.

Korisna svojstva natrija i njegov učinak na tijelo

Korisna svojstva natrija za tijelo su:

• Normalizacija metabolizma vode i soli;
• Aktivacija enzima sline i gušterače;
• Sudjelovanje u proizvodnji želučanog soka;
• Održavanje normalne acidobazne ravnoteže;
• Stvaranje funkcija živčanog i mišićnog sustava;
• Vazodilatacijski učinak;
• Održavanje osmotske koncentracije krvi.

Probavljivost natrija

Natrij se nalazi u gotovo svim namirnicama, iako ga tijelo najviše (oko 80%) prima iz. Apsorpcija se uglavnom odvija u želucu i tankom crijevu. poboljšava apsorpciju natrija, međutim, pretjerano slana hrana i hrana bogata bjelančevinama ometa normalnu apsorpciju.

Interakcija s drugima

Upotreba metalnog natrija je u kemijskoj i metalurškoj industriji, gdje djeluje kao snažno redukcijsko sredstvo. Natrijev klorid (kuhinjska sol) koriste svi stanovnici našeg planeta bez iznimke, najpoznatiji je aroma i najstariji konzervans.

Znakovi nedostatka natrija

Nedostatak natrija obično se javlja zbog pretjeranog znojenja – u vrućim klimatskim uvjetima ili tijekom tjelesne aktivnosti. Manjak natrija u organizmu karakteriziraju slabljenje pamćenja i gubitak apetita, vrtoglavica, umor, dehidracija, slabost mišića, a ponekad i grčevi, osip na koži, grčevi u želucu, mučnina i povraćanje.

Znakovi viška natrija

Prekomjerna količina natrija u tijelu se osjeća stalnom žeđi, oteklinama i alergijskim reakcijama.