-елементосновната подгрупа на първата група, третия период на периодичната система на химичните елементи на Д. И. Менделеев, с атомен номер 11. Означава се със символа Na (лат. Natrium). Простото вещество натрий (CAS номер: 7440-23-5) е мек алкален метал със сребристо-бял цвят.
Във вода натрият се държи почти по същия начин като лития: реакцията протича с бързо освобождаване на водород и в разтвора се образува натриев хидроксид.
История и произход на името
Диаграма на натриев атом
Натрият (или по-скоро неговите съединения) се използва от древни времена. Например содата (натрон), открита естествено във водите на содовите езера в Египет. Древните египтяни са използвали естествена сода за балсамиране, избелване на платна, готвене на храна и правене на бои и глазури. Плиний Стари пише, че в делтата на Нил содата (съдържаща достатъчно количество примеси) е изолирана от речната вода. Продава се под формата на големи парчета, оцветени в сиво или дори черно поради примеса на въглища.
Натрият е получен за първи път от английския химик Хъмфри Дейви през 1807 г. чрез електролиза на твърд NaOH.
Името "натрий" идва от арабски натрънна гръцки - nitron и първоначално се е отнасяло за естествена сода. Самият елемент по-рано се е наричал натрий.
разписка
Първият начин за производство на натрий беше реакцията на редукция натриев карбонатвъглища при нагряване на плътна смес от тези вещества в железен съд до 1000°C:
Na 2 CO 3 +2C=2Na+3CO
Тогава се появи друг метод за получаване на натрий - електролиза на разтопен натриев хидроксид или натриев хлорид.
Физични свойства
Метален натрий, съхраняван в керосин
Качествено определяне на натрий с помощта на пламък - ярко жълт цвят на емисионния спектър на "натриева D-линия", дублет 588.9950 и 589.5924 nm.
Натрият е сребристо-бял метал, на тънки слоеве с виолетов оттенък, пластичен, дори мек (лесно се реже с нож), пресен натрий е лъскав. Стойностите на електрическата и топлопроводимостта на натрия са доста високи, плътността е 0,96842 g/cm³ (при 19,7° C), точката на топене е 97,86° C, а точката на кипене е 883,15° C.
Химични свойства
Алкален метал, който лесно се окислява във въздуха. За да се предпази от атмосферния кислород, металният натрий се съхранява под слой керосин. Натрият е по-малко активен от литий, следователно с азотреагира само при нагряване:
2Na + 3N 2 = 2NaN 3
Когато има голям излишък на кислород, се образува натриев пероксид
2Na + O 2 = Na 2 O 2
Приложение
Металният натрий се използва широко в препаративната химия и промишлеността като силен редуциращ агент, включително в металургията. Натрият се използва в производството на високо енергоемки натриево-серни батерии. Използва се и в изпускателните клапани на камиони като радиатор. Понякога металният натрий се използва като материал за електрически проводници, предназначени да носят много висок ток.
В сплав с калий, както и с рубидий и цезийизползва се като високоефективна охлаждаща течност. По-специално, съставът на сплавта е натрий 12%, калий 47 %, цезий 41% има рекордно ниска точка на топене от −78 °C и е предложен като работна течност за йонни ракетни двигатели и охлаждаща течност за атомни електроцентрали.
Натрият се използва и в газоразрядни лампи с високо и ниско налягане (HPLD и LPLD). Лампите NLVD от типа DNaT (Arc Sodium Tubular) са много широко използвани в уличното осветление. Те излъчват ярка жълта светлина. Срокът на експлоатация на лампите HPS е 12-24 хиляди часа. Ето защо газоразрядните лампи от типа HPS са незаменими за градско, архитектурно и индустриално осветление. Има и лампи DNaS, DNaMT (Arc Sodium Matte), DNaZ (Arc Sodium Mirror) и DNaTBR (Arc Sodium Tubular Without Mercury).
Металният натрий се използва при качествения анализ на органичната материя. Сплавта на натрий и изпитваното вещество се неутрализира етанол,добавете няколко милилитра дестилирана вода и разделете на 3 части, тест на J. Lassaigne (1843), насочен към определяне на азот, сяра и халогени (тест на Beilstein)
Натриевият хлорид (готварска сол) е най-старият използван ароматизатор и консервант.
- Натриевият азид (Na 3 N) се използва като азотиращ агент в металургията и при производството на оловен азид.
- Натриевият цианид (NaCN) се използва в хидрометалургичния метод за извличане на злато от скали, както и в нитрокарбюризирането на стомана и в галванопластиката (посребряване, позлатяване).
- Натриев хлорат (NaClO 3) се използва за унищожаване на нежелана растителност по железопътните линии.
Биологична роля
В тялото натрият се намира предимно извън клетките (около 15 пъти повече, отколкото в цитоплазмата). Тази разлика се поддържа от натриево-калиевата помпа, която изпомпва натрий, уловен вътре в клетката.
Заедно скалийнатрият изпълнява следните функции:
Създаване на условия за възникване на мембранен потенциал и мускулни контракции.
Поддържане на осмотична концентрация в кръвта.
Поддържане на киселинно-базовия баланс.
Нормализиране на водния баланс.
Осигуряване на мембранен транспорт.
Активиране на много ензими.
Натрият се съдържа в почти всички храни, въпреки че тялото получава по-голямата част от него от трапезната сол. Абсорбцията се извършва главно в стомаха и тънките черва. Витамин D подобрява усвояването на натрий, но прекомерно солените храни и храните, богати на протеини, пречат на нормалното усвояване. Количеството натрий, прието с храната, показва съдържанието на натрий в урината. Богатите на натрий храни се характеризират с ускорено отделяне.
Дефицит на натрий при диета балансирана хранане се среща при хора, но някои проблеми могат да възникнат при вегетариански диети. Временният дефицит може да бъде причинен от употреба на диуретик, диария, прекомерно изпотяване или прекомерен прием на вода. Симптомите на натриев дефицит включват загуба на тегло, повръщане, газове в стомашно-чревния тракт и нарушена абсорбция аминокиселини и монозахариди. Дългосрочният дефицит причинява мускулни крампи и невралгия.
Излишъкът от натрий причинява подуване на краката и лицето, както и повишено отделяне на калий в урината. Максималното количество сол, което може да се преработи от бъбреците, е приблизително 20-30 грама; всяко по-голямо количество е опасно за живота.
Натрият в неговата чиста форма е получен през 1807 г. от Хъмфри Дейви, английски химик, който открива натрия малко преди това. Дейви извършва процеса на електролиза на едно от натриевите съединения - хидроксид, чрез топене на който получава натрий. Човечеството използва натриеви съединения от древни времена; сода от естествен произход се използва още в Древен Египет (калоризатор). Наименува елемента натрий (натрий) , понякога точно това име може да се срещне и сега. Обичайното име е натрий (от лат натрий- сода) е предложен от шведа Йенс Берцелиус.
Натрият е елемент от група I на III от третия период на периодичната таблица на химичните елементи D.I. Менделеев, има атомен номер 11 и атомна маса 22,99. Приетото наименование е Na(от латински натрий).
Да бъдеш сред природата
Натриевите съединения се намират в земната кора, морската вода, като примес, който има тенденция да оцветява каменната сол в синьо поради действието на радиацията.
Натрият е мек, ковък алкален метал, който е сребристо-бял на цвят и лъскав, когато се нарязва прясно (напълно възможно е натрият да се нарязва с нож). Когато се приложи налягане, то се превръща в прозрачно червено вещество, което кристализира. Когато е изложен на въздух, той бързо се окислява, така че натрият трябва да се съхранява под слой керосин.
Дневна нужда от натрий
Натрият е важен микроелемент за човешкия организъм, дневната нужда за възрастни е 550 mg, за деца и юноши - 500-1300 mg. По време на бременност нормата на натрий на ден е 500 mg, като в някои случаи (обилно изпотяване, дехидратация, прием на диуретици) трябва да се увеличи.
Натрият се намира в почти всички морски дарове (раци, раци, октоподи, калмари, миди, водорасли), риба (аншоа, сардини, писия, миризма и др.), пилешки яйца, зърнени храни (елда, ориз, перлен ечемик, овесени ядки, просо). ), бобови растения (грах, боб), зеленчуци (домати, целина, моркови, зеле, цвекло), млечни продукти и месни субпродукти.
Полезни свойства на натрия и неговия ефект върху тялото
Полезните свойства на натрия за организма са:
- Нормализиране на водно-солевия метаболизъм;
- Активиране на ензимите на слюнката и панкреаса;
- Участие в производството на стомашен сок;
- Поддържане на нормален киселинно-алкален баланс;
- Генериращи функции на нервната и мускулната система;
- Вазодилататорен ефект;
- Поддържане на осмотична концентрация в кръвта.
Смилаемост на натрия
Натрият се съдържа в почти всички храни, въпреки че тялото получава по-голямата част от него (около 80%) от. Абсорбцията се извършва главно в стомаха и тънките черва. подобрява усвояването на натрий, но прекомерно солените храни и храните, богати на протеини, пречат на нормалното усвояване.
Взаимодействие с другите
Използването на метален натрий е в химическата и металургичната промишленост, където той действа като мощен редуциращ агент. Натриевият хлорид (готварска сол) се използва от всички жители на нашата планета без изключение, той е най-известният ароматизатор и най-старият консервант.
Признаци на натриев дефицит
Дефицитът на натрий обикновено възниква поради прекомерно изпотяване - в горещ климат или по време на физическа активност. Липсата на натрий в организма се характеризира с нарушение на паметта и загуба на апетит, замаяност, умора, дехидратация, мускулна слабост, а понякога и крампи, кожни обриви, стомашни спазми, гадене и повръщане.
Признаци на излишък на натрий
Прекомерното количество натрий в тялото се усеща чрез постоянна жажда, подуване и алергични реакции.
След всичко това, чудно ли е, че производството на натрий продължава да се увеличава?
Завършваме нашия разказ за елемент № 11 с думите на Дмитрий Иванович Менделеев, написани преди много години, но двойно верни за наши дни: „Получаването на метален натрий е едно от най-важните открития в химията не само защото чрез него концепцията за прости тела се разшири и стана по-правилна, но особено защото натрият проявява химични свойства, които са слабо изразени в други добре познати метали.
Подробно описание на химичните свойства на натрия е пропуснато поради причината, че това е един от малкото раздели на химията, които са представени доста пълно в училищните учебници.
- НАТРИЙ В ПОДВОДНИЦА. Na се топи при 98, но кипи само при 883°C. Следователно температурният диапазон на течното състояние на този елемент е доста голям. Ето защо (а също и поради малкото напречно сечение на улавяне на неутрони) натрият започна да се използва в ядрената енергетика като охладител. По-специално, американските атомни подводници са оборудвани с електроцентрали с натриеви вериги. Генерираната в реактора топлина загрява течния натрий, който циркулира между реактора и парогенератора. В парогенератора натрият, когато се охлади, изпарява вода и полученият натрий под високо налягане върти парната турбина. За същите цели се използва сплав от натрий и калий.
- НЕОРГАНИЧНА ФОТОСИНТЕЗА. Обикновено, когато натрият се окислява, се образува оксид от състава Na 2 O. Но ако натрият се изгори в сух въздух при повишена температура, тогава вместо оксида се образува пероксид Na 2 O 2. Това вещество лесно се отказва от своя „допълнителен“ кислороден атом и следователно има силни окислителни свойства. По едно време натриевият пероксид беше широко използван за избелване на сламени шапки. Сега делът на сламените шапки в употребата на натриев пероксид е незначителен; основните му количества се използват за избелване на хартия и за регенерация на въздуха в подводници. Когато натриевият пероксид взаимодейства с въглеродния диоксид, протича процес, обратен на дишането: 2Na 2 O 2 + 2CO 2 → 2Na 2 CO 3 + O 2, т.е. въглеродният диоксид се свързва и се освобождава кислород. Точно като зелено листо!
- НАТРИЙ И ЗЛАТО. По времето, когато номер 11 беше открит, алхимията вече не беше в полза и идеята за превръщането на натрия в злато не вълнуваше умовете на естествените учени. Въпреки това, сега много натрий се консумира за получаване на злато. „Златната руда“ се обработва с разтвор на натриев цианид (и се получава от елементарен натрий). В този случай златото се превръща в разтворимо комплексно съединение, от което се изолира с помощта на цинк. Златотърсачите са сред основните потребители на елемент № 11. В промишлен мащаб Na цианидът се произвежда чрез взаимодействието на натрий, амоняк и кокс при температура около 800°C.
- НАТРИЕВА ТЕЛ. Електрическата проводимост на натрия е три пъти по-ниска от тази на медта. Но натрият е 9 пъти по-лек! Оказва се, че натриевите проводници са по-изгодни от медните. Разбира се, тънките проводници не се правят от натрий, но е препоръчително да се правят шини за големи токове от натрий. Тези гуми са стоманени тръби, заварени в краищата и пълни с натрий отвътре. Такива гуми са по-евтини от медните.
- НАТРИЙ ВЪВ ВОДА. Всеки ученик знае какво се случва, ако хвърлите парче натрий във вода. По-точно не във вода, а във вода, защото натрият е по-лек от водата. Топлината, която се отделя, когато натрият реагира с вода, е достатъчна, за да разтопи натрия. И сега натриева топка преминава през водата, задвижвана от освободения водород. Реакцията на натрий с вода обаче е не само опасно забавление; напротив, често е полезно. Натрият се използва за надеждно отстраняване на следи от вода от трансформаторни масла, алкохоли, етери и други органични вещества, а с помощта на натриева амалгама (т.е. сплав на натрий с живак) съдържанието на влага в много съединения може бързо да се определи. Амалгамата реагира с вода много по-спокойно от самия натрий. За да се определи съдържанието на влага, определено количество натриева амалгама се добавя към проба от органична материя и съдържанието на влага се определя от обема на отделения водород.
- НАТРИЕВ ПОЯС НА ЗЕМЯТА. Съвсем естествено е, че Na на Земята никога не се среща в свободно състояние - този метал е твърде активен. Но в горните слоеве на атмосферата - на височина около 80 км - беше открит слой от атомен натрий. На тази надморска височина на практика няма кислород, водни пари или каквото и да било, с което натрият да реагира. С помощта на спектрални методи натрият е открит и в междузвездното пространство.
- ИЗОТОПИ НА НАТРИЯ. Естественият натрий се състои само от един изотоп с масово число 23. Известни са 13 радиоактивни изотопа на този елемент, два от които представляват значителен научен интерес. Натрий-22, когато се разпада, излъчва позитрони - положително заредени частици, чиято маса е равна на масата на електроните. Този изотоп с период на полуразпад 2,58 години се използва като източник на позитрони. А изотопът натрий-24 (периодът му на полуразпад е около 15 часа) се използва в медицината за диагностика и лечение на някои форми на левкемия - сериозно заболяване на кръвта.
Как си набавяте натрий?
Модерен електролизатор за производство на натрий е доста впечатляваща структура, която прилича на пещ. Тази „печка“ е направена от огнеупорна тухла и е обградена отвън със стоманен корпус. Отдолу през дъното на електролизера е вкаран графитен анод, ограден от пръстеновидна мрежа - диафрагма. Тази мрежа предотвратява проникването на натрий в анодното пространство, където се отделя хлор. В противен случай елемент № 11 би изгорял в хлор. Между другото, анодът също е с форма на пръстен. Изработена е от стомана. Задължителен аксесоар към електролизера са две капачки. Единият е инсталиран над анода за събиране на хлор, другият над катода за отстраняване на натрий.
Смес от напълно изсушен натриев хлорид и калциев хлорид се зарежда в електролизера. Тази смес се топи при по-ниска температура от чистия натриев хлорид. Електролизата обикновено се извършва при температура около 600°C.
Електродите се захранват с постоянен ток около 6 V; На катода Na + йони се разреждат и се освобождава метален натрий. Натрият изплува и се взема в специална колекция (разбира се, без достъп на въздух). На анода хлорните нейони Cl - се отделят и се отделя хлорен газ - ценен страничен продукт от производството на натрий.
Обикновено електролизаторът работи при натоварване от 25 - 30 хил. А, докато на ден се произвеждат 400 - 500 kg натрий и 600 - 700 kg хлор.
„НАЙ-МЕТАЛИЧНИЯТ МЕТАЛ.“ Това понякога се нарича натрий. Това не е съвсем справедливо: в периодичната таблица металните свойства се увеличават, когато се движите отдясно наляво и отгоре надолу. Така че аналозите на натрия в групата - франций, рубидий, цезий, калий - имат по-изразени метални свойства от натрия. (Разбира се, имаме предвид само химични свойства.) Но натрият също има пълен набор от „метални“ химични свойства. Той лесно отдава своите валентни електрони (по един на атом), винаги проявява валентност 1+ и има изразени редуциращи свойства. Натриевият хидроксид NaOH е силна основа. Всичко това се обяснява със структурата на натриевия атом, на чиято външна обвивка има един електрон и атомът може лесно да се раздели с него.
Натрий(Натрий), Na, химичен елемент от група I на периодичната система на Менделеев: атомен номер 11, атомна маса 22,9898; сребристо-бял мек метал, който бързо се окислява от повърхността във въздуха. Естественият елемент се състои от един стабилен изотоп, 23 Na.
Историческа информация.Естествените съединения на натрия - готварска сол NaCl, сода Na 2 CO 3 - са известни от древни времена. Името "натрий" идва от арабското натрун, гръцки. нитрон, първоначално наричан естествена сода. Още през 18 век химиците познават много други натриеви съединения. Самият метал обаче е получен едва през 1807 г. от Г. Дейви чрез електролиза на сода каустик NaOH. Във Великобритания, САЩ, Франция елементът се нарича Натрий (от испанската дума soda - сода), в Италия - sodio.
Разпространение на натрия в природата.Натрият е типичен елемент в горната част на земната кора. Средното му съдържание в литосферата е 2,5% от масата, в кисели магмени скали (гранити и др.) 2,77, в основни скали (базалти и др.) 1,94, в ултраосновни скали (мантийни скали) 0,57. Поради изоморфизма на Na + и Ca 2+, поради близостта на техните йонни радиуси, в магматични скали се образуват натриево-калциеви фелдшпати (плагиоклази). В биосферата има рязка диференциация на натрий: седиментните скали са средно обеднени на натрий (0,66% в глини и шисти); има малко от него в повечето почви (средно 0,63%). Общият брой на натриевите минерали е 222. Na се задържа слабо на континентите и се пренася от реките в моретата и океаните, където средното му съдържание е 1,035% (Na е основният метален елемент на морската вода). По време на изпаряването натриевите соли се отлагат в крайбрежните морски лагуни, както и в континенталните езера на степите и пустините, образувайки слоеве от солоносни скали. Основните минерали, които са източник на натрий и неговите съединения са халит (каменна сол) NaCl, чилийска селитра NaNO 3, тенардит Na 2 SO 4, мирабилит Na 2 SO 4 10H 2 O, трона NaH(CO 3) 2 2H 2 O Na е важен биоелемент, който съдържа средно 0,02% Na; В животните го има повече, отколкото в растенията.
Физични свойства на натрия.При нормална температура натрият кристализира в кубична решетка, a = 4,28 Å. Атомен радиус 1,86Å, йонен радиус Na+ 0,92Å. Плътност 0,968 g/cm3 (19,7 °C), точка на топене 97,83 °C, точка на кипене 882,9 °C; специфичен топлинен капацитет (20 °C) 1,23 10 3 J/(kg K) или 0,295 cal/(g deg); коефициент на топлопроводимост 1,32·10 2 W/(m·K) или 0,317 cal/(cm·sec·deg); температурен коефициент на линейно разширение (20 °C) 7,1·10 -5; електрическо съпротивление (0 °C) 4,3·10 -8 ohm·m (4,3·10 -6 ohm·cm). Натрият е парамагнитен, специфична магнитна чувствителност +9,2·10 -6; много пластичен и мек (лесно се реже с нож).
Химични свойства на натрия.Нормалният електроден потенциал на натрия е -2,74 V; потенциал на електрода в стопилката -2,4 V. Натриевите пари оцветяват пламъка в характерен ярко жълт цвят. Конфигурацията на външните електрони на атома е 3s 1; Във всички известни съединения натрият е едновалентен. Неговата химическа активност е много висока. При директно взаимодействие с кислорода, в зависимост от условията, се образува Na 2 O оксид или Na 2 O 2 пероксид - безцветни кристални вещества. С вода натрият образува хидроксид NaOH и H 2; реакцията може да бъде придружена от експлозия. Минералните киселини образуват съответните водоразтворими соли с натрия, но натрият е относително инертен по отношение на 98-100% сярна киселина.
Реакцията на натрий с водород започва при 200 °C и води до производството на NaH хидрид, безцветно хигроскопично кристално вещество. Натрият реагира директно с флуор и хлор дори при обикновени температури, с бром - само при нагряване; не се наблюдава пряко взаимодействие с йод. Той реагира бурно със сяра, образувайки натриев сулфид, взаимодействието на натриевите пари с азота в полето на тих електрически разряд води до образуването на Na 3 N нитрид, а с въглерода при 800-900 ° C - до производството на Na 2 C 2 карбид.
Натрият се разтваря в течен амоняк (34,6 g на 100 g NH 3 при 0°C), за да образува амонячни комплекси. Когато газообразният амоняк преминава през разтопен натрий при 300-350 °C, се образува натриев амин NaNH 2 - безцветно кристално вещество, което лесно се разлага от вода. Известни са голям брой натриеви органични съединения, които по химични свойства са много подобни на органолитиевите съединения, но ги превъзхождат по реактивност. Натриевите органични съединения се използват в органичния синтез като алкилиращи агенти.
Натрият е компонент на много практически важни сплави. Na-K сплавите, съдържащи 40-90% K (по маса) при температура около 25 ° C, са сребристо-бели течности, характеризиращи се с висока химическа активност, запалими във въздуха. Електрическата проводимост и топлопроводимостта на течните Na - K сплави са по-ниски от съответните стойности за Na и K. Натриевите амалгами се получават лесно чрез въвеждане на метален натрий в живак; със съдържание над 2,5% Na (тегл.) при обикновени температури те вече са твърди вещества.
Получаване на натрий.Основният промишлен метод за получаване на натрий е електролизата на разтопена NaCl сол, съдържаща добавки KCl, NaF, CaCl 2 и други, които намаляват точката на топене на солта до 575-585 ° C. Електролизата на чист NaCl би довела до големи загуби на натрий от изпаряване, тъй като точките на топене на NaCl (801 °C) и точките на кипене на Na (882,9 °C) са много близки. Електролизата се извършва в електролизари с диафрагма, катодите са от желязо или мед, а анодите са от графит. Хлорът се произвежда едновременно с натрия. Старият метод за получаване на натрий е електролизата на разтопен натриев хидроксид NaOH, който е много по-скъп от NaCl, но се разлага електролитно при по-ниска температура (320-330 °C).
Приложение на натрий.Натрият и неговите сплави се използват широко като охладители за процеси, изискващи равномерно нагряване в диапазона 450-650 °C - в клапаните на авиационни двигатели и особено в атомни електроцентрали. В последния случай Na - K сплавите служат като течни метални охладители (и двата елемента имат малки напречни сечения на абсорбция на термични неутрони, за Na 0,49 barn), тези сплави се характеризират с високи точки на кипене и коефициенти на топлопреминаване и не взаимодействат със структурни материали при високи температури, развивани в енергийни ядрени реактори. Съединението NaPb (10% Na тегловни) се използва при производството на тетраетил олово - най-ефективният антидетонатор. В сплавта на основата на олово (0,73% Ca, 0,58% Na и 0,04% Li), използвана за производството на лагери на оси за железопътни вагони, натрият е укрепваща добавка. В металургията натрият служи като активен редуциращ агент при производството на някои редки метали (Ti, Zr, Ta) чрез металотермични методи; в органичния синтез – при реакции на редукция, кондензация, полимеризация и др.
Поради високата химическа активност на натрия, работата с него изисква повишено внимание. Особено опасно е, ако водата влезе в контакт с натрий, което може да доведе до пожар и експлозия. Очите трябва да бъдат защитени с очила, ръцете с дебели гумени ръкавици; Контактът на натрий с мокра кожа или дрехи може да причини сериозни изгаряния.
Натрий в тялото.Натрият е един от основните елементи, участващи в минералния метаболизъм на животните и хората. Съдържа се главно в извънклетъчните течности (около 10 mmol/kg в човешките еритроцити, 143 mmol/kg в кръвния серум); участва в поддържането на осмотичното налягане и киселинно-алкалния баланс, в провеждането на нервните импулси. Дневната нужда на човек от натриев хлорид варира от 2 до 10 g и зависи от количеството на тази сол, загубено чрез потта. Концентрацията на натриеви йони в организма се регулира главно от хормона на надбъбречната кора - алдостерон. Съдържанието на натрий в растителните тъкани е относително високо (около 0,01% от мокро тегло). При халофитите (видове, които растат на силно солени почви), натрият създава високо осмотично налягане в клетъчния сок и по този начин насърчава извличането на вода от почвата.
В медицината най-често използваните натриеви препарати са натриев сулфат, NaCl хлорид (при загуба на кръв, загуба на течности, повръщане и др.), Na 2 B 4 O 7 10H 2 O борат (като антисептик), NaHCO 3 бикарбонат (като отхрачващо средство, както и за измиване и изплакване при ринит, ларингит и други), Na 2 S 2 O 3 5H 2 O тиосулфат (противовъзпалително, десенсибилизиращо и антитоксично средство) и Na 3 C 6 H 5 O 7 5½H 2 O цитрат (лекарство от групата на антикоагулантите).
Изкуствено получените радиоактивни изотопи 22 Na (време на полуразпад T ½ = 2,64 g) и 24 Na (T ½ = 15 часа) се използват за определяне на скоростта на кръвотока в определени части на кръвоносната система при сърдечно-съдови и белодробни заболявания, облитериращ ендартериит и други. Радиоактивни разтвори на натриеви соли (например 24 NaCl) също се използват за определяне на съдовата пропускливост, изследване на общото съдържание на обменен натрий в тялото, водно-солевия метаболизъм, абсорбцията от червата, процесите на нервната дейност и в някои други експериментални изследвания.
Натрият е просто вещество, намиращо се в първата група от третия период на периодичната система на химичните елементи от Д.И.Менделеев. Това е много мек, сребрист алкален метал, който има виолетов оттенък, когато е разделен на тънки слоеве. Точката на топене на натрия е точно под тази, необходима за завиране на водата, а точката на кипене е 883 градуса по Целзий. При стайна температура плътността му е 0,968 g/cm3. Поради ниската си плътност, натрият може да се нарязва с обикновен нож, ако е необходимо.
Натрият е много често срещан на нашата планета: неговите различни съединения могат да бъдат намерени както в морето или земната кора, където се намира в сравнително големи количества, така и в много живи организми, но не се среща в живата природа в чист вид поради удивително високата си активност. Натрият е един от незаменимите микроелементи, необходими за нормалния живот на човека - следователно, за да се попълни естествената му загуба от тялото, е необходимо да се консумират около 4-5 грама от съединението му с хлор - т.е. обикновена трапезна сол.
Натрият в историята
Различни натриеви съединения са известни на човека още от древен Египет. Египтяните са първите, които активно използват сода, съдържаща натрий от соленото езеро Натрон, за различни ежедневни нужди. Натриевите съединения дори се споменават в Библията като компонент на перилни препарати, но натрият е получен за първи път в чиста форма от английския химик Хъмфри Дейви през 1807 г., по време на експерименти с неговите производни.
Натрият първоначално се е наричал натрий, произлизащ от арабската дума за главоболие. Думата "натрий" е заимствана от египетския език и е използвана за първи път в съвременната история от Шведското дружество на лекарите като обозначение на минерални соли, съдържащи сода.
Химични свойства на натрия
Натрият е активен алкален метал – т.е. Той се окислява много бързо при контакт с въздуха и трябва да се съхранява в керосин, докато натрият има много ниска плътност и често изплува на повърхността му. Като много силен редуциращ агент, натрият реагира с повечето неметали и като активен метал, реакциите с неговото използване често протичат много бързо и бурно. Например, ако поставите парче натрий във вода, то започва активно да се запалва, което в крайна сметка води до експлозия. Запалването и отделянето на кислород възниква, когато натрият и неговите производни реагират с много други вещества, но с разредени киселини той реагира като обикновен метал. Натрият не реагира с благородни газове, йод и въглерод, а също така реагира много слабо с азот, образувайки доста нестабилно вещество под формата на тъмносиви кристали - натриев нитрид.
Приложения на натрий
Натрият се използва главно в химическата промишленост и металургията, където най-често се използва като редуциращ агент поради своите химични свойства. Използва се и като десикант за органични разтворители като етер и други подобни; за производството на проводници, способни да издържат на огромни напрежения. В същата област натрият се използва като основен компонент при производството на натриево-серни батерии, които имат висока специфична енергия, т.е. по-малък разход на гориво. Основният недостатък на този тип батерии е високата работна температура и, следователно, рискът от запалване и експлозия на натрий при инцидент.
Друга област на приложение на натрия е фармакологията, където много натриеви производни се използват като реагенти, междинни продукти и ексципиенти при създаването на различни сложни лекарства, както и като антисептици. Разтворът на натриев хлорид е относително подобен на човешката кръвна плазма и бързо се елиминира от тялото, така че се използва, когато е необходимо да се поддържа и нормализира кръвното налягане.
Днес някои натриеви съединения са основен компонент в производството на бетон и други строителни материали. Благодарение на използването на материали, съдържащи компоненти, получени от натрий, те могат да се използват в строителни работи при ниски температури.
Поради изобилието си и лесното промишлено производство, натрият има сравнително ниска цена. Днес той се произвежда по същия начин, както когато е бил получен за първи път - чрез излагане на различни съдържащи натрий скали на силен електрически ток. Благодарение на това, както и на необходимостта му в много видове промишленост, производствените му обеми само растат.