Натрий Физични и химични свойства на натрия. Свойства на натрия и взаимодействието му с различни вещества

Na 2 O → NaCl → NaOH → Na.

Na 2 O+ 2HCl → 2NaCl + H 2 O.

За да се получи натриев хидроксид от хлорида на същия метал, е необходимо той да се разтвори във вода, но трябва да се помни, че в този случай не настъпва хидролиза:

NaCl+ H 2 O → NaOH + HCl.

Получаването на натрий от съответния хидроксид е възможно, ако алкалът се подложи на електролиза:

NaOH ↔ Na + + Cl - ;

K(-): Na + + e → Na 0:

A(+): 4OH — — 4e → 2H 2 O + O 2 .

Натрият в неговата чиста форма е получен през 1807 г. от Хъмфри Дейви, английски химик, който открива натрия малко преди това. Дейви провежда процеса на електролиза на едно от натриевите съединения - хидроксид, който се стопява и 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 и 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, а в някои случаи (прекомерно 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.

Натрият е един от алкалните метали. Таблицата на химичните елементи го показва като атом, принадлежащ към третия период и към първата група.

Физични свойства

Този раздел ще разгледа характеристиките на натрия от физическа гледна точка. Първо, в чистата си форма това е сребристо твърдо вещество с метален блясък и ниска твърдост. Натрият е толкова мек, че може лесно да се реже с нож. Точката на топене на това вещество е доста ниска и възлиза на седемдесет и девет градуса по Целзий. Атомната маса на натрия също е малка, ще говорим за това по-късно. Плътността на този метал е 0,97 g/cm 3 .

Химични характеристики на натрия

Този елемент има много висока активност - способен е да реагира бързо и бурно с много други вещества. Също така, таблицата на химичните елементи ви позволява да определите такава стойност като моларна маса - за натрия е двадесет и три. Един мол е количеството вещество, което съдържа 6,02 x 10 на 23-та степен атоми (молекули, ако веществото е сложно). Познавайки моларната маса на даден елемент, можете да определите колко ще тежи конкретен мол от дадено вещество. Например два мола натрий тежат четиридесет и шест грама. Както бе споменато по-горе, този метал е един от най-химически активните, съответно неговият оксид може да образува алкали (силни основи).

Как се образуват оксидите

Всички вещества от тази група, включително в случая на натрий, могат да бъдат получени чрез изгаряне на изходния материал. Така металът реагира с кислорода, което води до образуването на оксид. Например, ако изгорим четири мола натрий, ще изразходваме един мол кислород и ще получим два мола от оксида на този метал. Формулата на натриевия оксид е Na 2 O. Уравнението на реакцията изглежда така: 4Na + O 2 = 2Na 2 O. Ако добавите вода към полученото вещество, се образува основа - NaOH.

Като вземем един мол оксид и един мол вода, получаваме два мола основа. Ето уравнението за тази реакция: Na 2 O + H 2 O = 2NaOH. Полученото вещество се нарича още натриев хидроксид. Това се дължи на неговите изразени алкални свойства и висока химична активност. Подобно на силните киселини, натриевият каустик реагира активно със соли на нискоактивни метали, органични съединения и др. По време на взаимодействието със солите възниква обменна реакция - образуват се нова сол и нова основа. Разтворът на натриев хидроксид може лесно да унищожи плат, хартия, кожа и нокти, така че изисква спазване на правилата за безопасност при работа с него. Използва се в химическата промишленост като катализатор, а също и в бита като средство за премахване на проблема със запушените тръби.

Реакции с халогени

Това са прости вещества, състоящи се от химични елементи, които принадлежат към седмата група на периодичната таблица. Техният списък включва флуор, йод, хлор, бром. Натрият е способен да реагира с всички тях, образувайки съединения като натриев хлорид/бромид/йодид/флуорид. За да проведете реакцията, трябва да вземете два мола от въпросния метал и да добавите един мол флуор към него. В резултат на това получаваме натриев флуорид в количество от два мола. Този процес може да бъде написан като уравнение: Na + F 2 = 2NaF. Полученият от нас натриев флуорид се използва в производството на пасти за зъби против кариес, както и препарати за различни повърхности. По същия начин, чрез добавяне на хлор, можете да получите (кухненска сол), натриев йодид, който се използва в производството на метални халогенни лампи, натриев бромид, използван като лекарство за неврози, безсъние, истерия и други разстройства на нервната система.

С други прости вещества

Възможни са и реакции на натрий с фосфор, сяра (сяра) и въглерод (въглерод). Този вид химично взаимодействие може да се осъществи само ако се създадат специални условия под формата на висока температура. Така възниква реакция на добавяне. С негова помощ можете да получите вещества като натриев фосфид, натриев сулфид, натриев карбид.

Пример е добавянето на атоми на даден метал към фосфорни атоми. Ако вземете три мола от въпросния метал и един мол от втория компонент, след това ги нагреете, ще получите един мол натриев фосфид. Тази реакция може да бъде написана под формата на следното уравнение: 3Na + P = Na 3 P. Освен това натрият може да реагира както с азот, така и с водород. В първия случай се образува нитрид на този метал, във втория - хидрид. Примерите включват следните уравнения на химична реакция: 6Na + N2 = 2Na 3 N; 2Na + H2 = 2NaH. Първото взаимодействие изисква електрически разряд, второто изисква висока температура.

Реакции с киселини

Характеристиките на натрия не се изчерпват с простите. Този метал също реагира с всички киселини. В резултат на такива химични взаимодействия се образува и водород. Например при реакция на въпросния метал със солна киселина се образуват кухненска сол и водород, който се изпарява. Тази реакция може да се изрази с помощта на уравнението на реакцията: Na + HCl = NaCl + H 2. Този вид химично взаимодействие се нарича реакция на заместване. Използвайки го, можете също да получите соли като фосфат, нитрат, нитрит, сулфат, сулфит и натриев карбонат.

Взаимодействие със соли

Натрият реагира със соли на всички метали с изключение на калия и калция (те са по-химически активни от въпросния елемент). В този случай, както и в предишния, възниква реакция на заместване. Атомите на въпросния метал заемат мястото на атомите на химически по-слаб метал. Така, като смесим два мола натрий и един мол магнезиев нитрат, получаваме два мола, както и чист магнезий - един мол. Уравнението за тази реакция може да бъде написано, както следва: 2Na + Mg(NO 3) 2 = 2NaNO 3 + Mg. По същия принцип могат да се получат много други натриеви соли. Този метод може да се използва и за получаване на метали от техните соли.

Какво се случва, ако добавите вода към натрия?

Това е може би едно от най-разпространените вещества на планетата. И въпросният метал също е способен на химично взаимодействие с него. В този случай се образува натриев каустик или натриев хидроксид, който вече беше обсъден по-горе.

За да проведете такава реакция, ще трябва да вземете два мола натрий, да добавите вода към него, също в количество от два мола, и в резултат на това получаваме два мола хидроксид и един мол водород, който се освобождава в под формата на газ с остра миризма.

Натрият и неговото въздействие върху организма

След като разгледахме този метал от химическа гледна точка, нека да преминем към това какви са биологичните характеристики на натрия. Той е един от важните микроелементи. На първо място, това е един от компонентите на животинската клетка. Тук той изпълнява важни функции: заедно с калия поддържа, участва в образуването и разпространението на нервните импулси между клетките и е необходим химичен елемент за осмотичните процеси (което е необходимо, например, за функционирането на бъбречните клетки). Освен това натрият е отговорен за водно-солевия баланс на клетката. Освен това без този химичен елемент е невъзможно транспортирането на глюкоза през кръвта, което е толкова необходимо за функционирането на мозъка. Този метал също участва в процеса на мускулна контракция.

Този микроелемент е необходим не само на животните - натрият в тялото на растенията също изпълнява важни функции: участва в процеса на фотосинтеза, помага за транспортирането на въглехидрати, а също така е необходим за преминаването на органични и неорганични вещества през мембраните.

Излишък и дефицит на натрий

Прекомерната консумация на сол за дълъг период от време може да доведе до повишени нива на този химичен елемент в организма. Симптомите на излишък на натрий могат да включват повишена телесна температура, подуване, повишена нервна възбудимост и нарушена бъбречна функция. Ако се появят такива симптоми, трябва да премахнете от диетата си трапезната сол и храните, съдържащи много от този метал (списъкът ще бъде даден по-долу), след което незабавно се консултирайте с лекар. Намаленото съдържание на натрий в организма също води до неприятни симптоми и дисфункция на органите. Този химичен елемент може да се измие при продължителна употреба на диуретици или при пиене само на пречистена (дестилирана) вода, с повишено изпотяване и дехидратация на тялото. Симптомите на недостиг на натрий са жажда, суха кожа и лигавици, повръщане и гадене, лош апетит, нарушено съзнание и апатия, тахикардия и спиране на правилната бъбречна функция.

Храни с високо съдържание на натрий

За да избегнете твърде високо или твърде ниско съдържание на въпросния химичен елемент в организма, трябва да знаете коя храна съдържа най-много от него. На първо място, това е вече споменатата по-горе кухненска сол. Състои се от четиридесет процента натрий. Може и морска сол. Освен това този метал се съдържа в соевите зърна и соевия сос. Големи количества натрий се съдържат в морските дарове. Това са водорасли, повечето видове риби, скариди, октоподи, месо от раци, хайвер, раци и др. Съдържанието на натрий в тях се дължи на факта, че тези организми живеят в солена среда с висока концентрация на соли на различни метали, важни за нормалното функциониране на организма.

Използване на този метал и някои от неговите съединения

Използването на натрий в промишлеността е много разнообразно. На първо място, това вещество се използва в химическата промишленост. Тук е необходимо да се получат вещества като хидроксида на въпросния метал, неговия флуорид, сулфати и нитрати. В допълнение, той се използва като силен редуциращ агент за отделяне на чисти метали от техните соли. Има специален технически натрий, предназначен за използване за такива цели. Неговите свойства са записани в GOST 3273-75. Поради силните редуциращи свойства, споменати по-горе, натрият се използва широко в металургията.

Този химичен елемент намира приложение и във фармацевтичната индустрия, където най-често е необходим за получаването на неговия бромид, който е един от основните компоненти на много успокоителни и антидепресанти. В допълнение, натрият може да се използва при производството на газоразрядни лампи - това ще бъдат източници на ярко жълта светлина. Химическо съединение като натриев хлорат (NaClO 3) унищожава младите растения, така че се използва за отстраняването им от железопътните релси, за да се предотврати прерастването им. Натриевият цианид се използва широко в златодобивната индустрия. С негова помощ този метал се получава от скали.

Как си набавяте натрий?

Най-често срещаният метод е реакцията на карбоната на въпросния метал с въглерод. За да направите това, е необходимо двете посочени вещества да се нагреят до температура от около хиляда градуса по Целзий. В резултат на това се образуват две химични съединения: натрий и дим. Когато един мол натриев карбонат реагира с два мола въглерод, се получават два мола от желания метал и три мола въглероден оксид. Уравнението за горната реакция може да бъде написано, както следва: NaCO 3 + 2C = 2Na + 3CO. По подобен начин този химичен елемент може да се получи от другите му съединения.

Качествени реакции

Наличието на натрий+, подобно на всички други катиони или аниони, може да се определи чрез специални химични манипулации. Качествена реакция към натриевия йон е горенето - ако има такъв, пламъкът ще бъде оцветен в жълто.

Къде може да се намери въпросният химичен елемент в природата?

Първо, както вече беше споменато, той е един от компонентите на животинските и растителните клетки. Също така високата му концентрация се наблюдава в морската вода. В допълнение, натрият е част от някои минерали. Това, например, е силвинит, формулата му е NaCl. KCl, както и карналит, чиято формула е KCl.MgCl 2 .6H 2 O. Първият от тях има разнородна структура с редуващи се многоцветни части, цветът му може да включва оранжево, розово, синьо и червено. Този минерал е напълно разтворим във вода. Карналитът, в зависимост от мястото на образуване и примесите, също може да има различни цветове. Може да бъде червен, жълт, бял, светло син, а също и прозрачен. Има неясен блясък и светлинните лъчи са силно пречупени в него. Тези два минерала служат като суровини за производството на метали, които са част от тях: натрий, калий, магнезий.

Учените смятат, че металът, който разгледахме в тази статия, е един от най-често срещаните в природата, тъй като съставлява два процента и половина в земната кора.

Натрият и неговите съединения са познати на хората от древни времена. Вероятно най-популярното и добре познато съединение е натриевият хлорид, по-известен като готварска сол. Трапезната сол е основен компонент на почти всяко ястие. Според учените хората са започнали да ядат готварска сол преди няколко хиляди години.

Друго популярно съединение е натриевият карбонат. Натриевият карбонат е обикновена сода, която се продава във всеки магазин. Веществото също се използва от хората от древни времена като перилен препарат. По този начин хората са били изложени на натрий и неговите съединения всеки ден в продължение на много десетки и стотици години. Натрият лесно реагира както с метални, така и с неметални елементи, образувайки сплави и съединения, широко използвани в индустрията. Нека разгледаме по-отблизо свойствата и характеристиките на този метал.

Характеристики на натрий

Физични свойства

Натрият е мек, пластичен метал, който може да се реже много лесно с нож. Има сребристо-бял цвят и характерен метален блясък. Металът провежда добре топлина и електричество. Натриевите атоми са свързани с метална връзка.

Химични свойства

Когато реагират с други химични елементи, натриевите атоми лесно се отказват от валентни електрони. В този случай натриевите атоми се трансформират в йони с положителен заряд.

• Натрият се окислява много бързо на открито. Ето защо металът обикновено се съхранява в керосин.
• Когато се изгаря в кислород, той образува съединението натриев пероксид (Na 2 O 2)
• При нагряване натрият реагира с водород, за да образува хидрид (2NaH)
• Натрият реагира доста лесно с неметали като сяра, порцелан и др.
• Натрият също е способен да реагира с метали. По този начин се получават различни сплави, които се използват широко в производството и промишлеността.
• Натрият реагира бурно с водата.

Намиране на натрий в природата

Натрият е на седмо място в списъка на най-често срещаните елементи на Земята. Натрият е и петият най-често срещан метал. Сред металите единствените метали, които се срещат по-често от натрия, са алуминият, желязото, калцият и магнезият.

Натрият не се среща в природата в чист вид. Причината за това е високата химична активност на натрия. Елементът се среща в природата като хлорид, карбонат, нитрат, сулфат и други соли.

Къде се намира натрият в природата?

Първо, в земната кора е регистрирано доста високо съдържание на натрий. Делът на веществото е приблизително 2,6%.

Второ, натрият и неговите съединения се намират в големи количества на места, където древните морета са се изпарили.

Друго място, където се натрупват натрий и неговите съединения, са океанските води. Учените са изчислили, че цялата сол, която се намира в Световния океан, е около 19 милиона кубически километра.

Натрият се намира и в малки количества в живите същества. В същото време съдържанието на натрий в животните е малко по-високо, отколкото в растенията. Натриевите йони в живите организми изпълняват жизненоважна функция: улесняват предаването на нервните импулси.

Приложение на натрия в промишлеността

Натрият се използва широко в много индустрии: химическа, металургична, ядрена, хранителна, лека и други индустрии.

В химическата промишленост натрият се използва за производството на различни детергенти и почистващи продукти, торове и антисептици.

В металургията натрият се използва в процеса на производство на други вещества като торий, уран, титан, цирконий и други съединения. Натрият действа като редуциращ агент в такива реакции.

Натрият се използва широко и в ядрената енергетика. Натрият и неговите сплави се използват като охлаждаща течност.

В леката промишленост натрият се използва широко за обработка на кожи.

Натрият е основен елемент в хранително-вкусовата промишленост. Натриевият хлорид, по-известен като готварска сол, е може би най-разпространената хранителна добавка, без която не може да се приготви нито едно ястие.

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.