Masse natrium det. Natrium er et blødt metal med interessante egenskaber

-element hovedundergruppen af ​​den første gruppe, den tredje periode af det periodiske system af kemiske elementer af D.I. Mendeleev, med atomnummer 11. Benævnt med symbolet Na (lat. Natrium). Det simple stof natrium (CAS-nummer: 7440-23-5) er et blødt alkalimetal med sølvhvid farve.

I vand opfører natrium sig næsten det samme som lithium: reaktionen fortsætter med den hurtige frigivelse af brint, og natriumhydroxid dannes i opløsningen.

Navnets historie og oprindelse

Natrium atom diagram

Natrium (eller rettere, dets forbindelser) er blevet brugt siden oldtiden. For eksempel sodavand (natron), der findes naturligt i vandet i sodavandssøer i Egypten. De gamle egyptere brugte naturlig sodavand til balsamering, blegning af lærred, tilberedning af mad og fremstilling af maling og glasur. Plinius den Ældre skriver, at i Nildeltaet blev sodavand (den indeholdt en tilstrækkelig andel urenheder) isoleret fra flodvandet. Den blev solgt i form af store stykker, farvet grå eller endda sort på grund af blandingen af ​​kul.

Natrium blev først opnået af den engelske kemiker Humphry Davy i 1807 ved elektrolyse af fast NaOH.

Navnet "natrium" kommer fra arabisk natrun på græsk - nitron og oprindeligt refererede det til naturlig sodavand. Selve grundstoffet hed tidligere Natrium.

Kvittering

Den første måde at fremstille natrium på var reduktionsreaktionen natriumcarbonat kul ved opvarmning af en tæt blanding af disse stoffer i en jernbeholder til 1000°C:

Na2CO3 +2C=2Na+3CO

Så dukkede en anden metode til fremstilling af natrium op - elektrolyse af smeltet natriumhydroxid eller natriumchlorid.

Fysiske egenskaber

Metallisk natrium lagret i petroleum

Kvalitativ bestemmelse af natrium ved hjælp af en flamme - lys gul farve af emissionsspektret af "natrium D-linjen", dublet 588.9950 og 589.5924 nm.

Natrium er et sølvhvidt metal, i tynde lag med en lilla nuance, plastik, endda blød (let skæres med en kniv), et frisk snit af natrium er skinnende. De elektriske og termiske ledningsevneværdier for natrium er ret høje, massefylden er 0,96842 g/cm³ (ved 19,7 ° C), smeltepunktet er 97,86 ° C, og kogepunktet er 883,15 ° C.

Kemiske egenskaber

Et alkalimetal, der let oxiderer i luft. For at beskytte mod atmosfærisk ilt opbevares metallisk natrium under et lag petroleum. Natrium er mindre aktivt end lithium, derfor med nitrogen reagerer kun ved opvarmning:

2Na + 3N2 = 2NaN3

Når der er et stort overskud af ilt, dannes natriumperoxid

2Na + O2 = Na2O2

Ansøgning

Natriummetal er meget udbredt i præparativ kemi og industri som et stærkt reduktionsmiddel, herunder i metallurgi. Natrium bruges til fremstilling af meget energikrævende natrium-svovl-batterier. Det bruges også i lastbilers udstødningsventiler som en køleplade. Lejlighedsvis bruges natriummetal som materiale til elektriske ledninger beregnet til at føre meget høje strømme.

I en legering med kalium, såvel som med rubidium og cæsium bruges som et meget effektivt kølemiddel. Især legeringssammensætningen er natrium 12%, kalium 47 %, cæsium 41 % har et rekordlavt smeltepunkt på -78 °C og er blevet foreslået som arbejdsvæske til ionraketmotorer og kølemiddel til atomkraftværker.

Natrium bruges også i høj- og lavtryksudladningslamper (HPLD og LPLD). NLVD-lamper af typen DNaT (Arc Sodium Tubular) er meget udbredt i gadebelysning. De afgiver et skarpt gult lys. Levetiden for HPS-lamper er 12-24 tusinde timer. Derfor er gasudladningslamper af HPS-typen uundværlige til urban, arkitektonisk og industriel belysning. Der er også lamper DNaS, DNaMT (Arc Sodium Matte), DNaZ (Arc Sodium Mirror) og DNaTBR (Arc Sodium Tubular Without Mercury).

Natriummetal bruges i den kvalitative analyse af organisk stof. Legeringen af ​​natrium og teststoffet neutraliseres ethanol, tilsæt et par milliliter destilleret vand og del i 3 dele, J. Lassaignes test (1843), rettet mod bestemmelse af nitrogen, svovl og halogener (Beilstein test)

Natriumchlorid (bordsalt) er det ældste anvendte smags- og konserveringsmiddel.
- Natriumazid (Na 3 N) bruges som nitreringsmiddel i metallurgi og ved fremstilling af blyazid.
- Natriumcyanid (NaCN) bruges i den hydrometallurgiske metode til udvaskning af guld fra klipper, såvel som i nitrokarburisering af stål og ved galvanisering (forsølvning, forgyldning).
- Natriumchlorat (NaClO 3) bruges til at ødelægge uønsket vegetation på jernbanespor.

Biologisk rolle

I kroppen findes natrium for det meste uden for cellerne (ca. 15 gange mere end i cytoplasmaet). Denne forskel opretholdes af natrium-kalium-pumpen, som pumper natrium, der er fanget inde i cellen, ud.

Sammen medkaliumnatrium udfører følgende funktioner:
Skabe betingelser for forekomsten af ​​membranpotentiale og muskelsammentrækninger.
Opretholdelse af osmotisk koncentration i blodet.
Opretholdelse af syre-base balance.
Normalisering af vandbalancen.
Sikring af membrantransport.
Aktivering af mange enzymer.

Natrium findes i næsten alle fødevarer, selvom kroppen får det meste fra bordsalt. Absorption sker hovedsageligt i maven og tyndtarmen. D-vitamin forbedrer absorptionen af ​​natrium, men overdrevent salt mad og fødevarer rige på protein forstyrrer normal absorption. Mængden af ​​natrium indtaget fra maden viser natriumindholdet i urinen. Natriumrige fødevarer er kendetegnet ved accelereret udskillelse.

Natriummangel i diæten balanceret mad ikke forekommer hos mennesker, dog kan der opstå nogle problemer med vegetarisk kost. Midlertidig mangel kan være forårsaget af vanddrivende brug, diarré, overdreven svedtendens eller overdreven vandindtagelse. Symptomer på natriummangel omfatter vægttab, opkastning, gas i mave-tarmkanalen og nedsat absorption aminosyrer og monosaccharider. Langvarig mangel forårsager muskelkramper og neuralgi.

Overskydende natrium forårsager hævelse af ben og ansigt, samt øget udskillelse af kalium i urinen. Den maksimale mængde salt, der kan behandles af nyrerne, er ca. 20-30 gram. Enhver større mængde er livstruende.

Natrium i sin rene form blev opnået i 1807 af Humphry Davy, en engelsk kemiker, der opdagede natrium kort før. Davy udførte processen med elektrolyse af en af ​​natriumforbindelserne - hydroxid, ved at smelte, som han opnåede natrium. Menneskeheden har brugt natriumforbindelser siden oldtiden sodavand af naturlig oprindelse blev brugt tilbage i det gamle Egypten (kalorisator). Navngiv elementet natrium (natrium) , nogle gange kan netop dette navn findes allerede nu. Det sædvanlige navn er natrium (fra latin natrium- sodavand) blev foreslået af svenskeren Jens Berzelius.

Natrium er et grundstof i gruppe I af III i den tredje periode af det periodiske system af kemiske grundstoffer D.I. Mendeleev, har et atomnummer på 11 og en atommasse på 22,99. Den accepterede betegnelse er Na(fra latin natrium).

At være i naturen

Natriumforbindelser findes i jordskorpen og havvandet som en urenhed, der har en tendens til at farve stensalt blå på grund af strålingens virkning.

Natrium er et blødt, formbart alkalimetal, der er sølvhvidt i farven og skinnende, når det skæres frisk (det er meget muligt at skære natrium med en kniv). Når der påføres tryk, bliver det til et gennemsigtigt rødt stof ved normale temperaturer, det krystalliserer. Når det interagerer med luft, oxideres det hurtigt, så natrium skal opbevares under et lag petroleum.

Dagligt natriumbehov

Natrium er et vigtigt mikroelement for den menneskelige krop, det daglige behov for voksne er 550 mg, for børn og unge - 500-1300 mg. Under graviditeten er natriumnormen per dag 500 mg, og i nogle tilfælde (overdreven svedtendens, dehydrering, indtagelse af diuretika) bør øges.

Natrium findes i næsten alle fisk og skaldyr (krebs, krabber, blæksprutter, blæksprutter, muslinger, tang), fisk (ansjos, sardiner, skrubber, duft osv.), kyllingeæg, korn (boghvede, ris, perlebyg, havregryn, hirse). ), bælgfrugter (ærter, bønner), grøntsager (tomater, selleri, gulerødder, kål, rødbeder), mejeriprodukter og kødbiprodukter.

Natriums gavnlige egenskaber og dets virkning på kroppen

Natriums gavnlige egenskaber for kroppen er:

• Normalisering af vand-salt metabolisme;
• Aktivering af enzymer i spyt og bugspytkirtel;
• Deltagelse i produktion af mavesaft;
• Opretholdelse af normal syre-base balance;
• Generering af funktioner i nerve- og muskelsystemet;
• vasodilator effekt;
• Opretholdelse af osmotisk koncentration i blodet.

Natriumfordøjelighed

Natrium findes i næsten alle fødevarer, selvom kroppen modtager det meste (ca. 80%) fra. Absorption sker hovedsageligt i maven og tyndtarmen. forbedrer absorptionen af ​​natrium, men overdrevent salt mad og fødevarer rige på proteiner forstyrrer normal absorption.

Interaktion med andre

Anvendelsen af ​​natriummetal er i den kemiske og metallurgiske industri, hvor det fungerer som et kraftigt reduktionsmiddel. Natriumchlorid (bordsalt) bruges af alle indbyggere på vores planet uden undtagelse, det er det mest berømte smagsstof og det ældste konserveringsmiddel.

Tegn på natriummangel

Natriummangel opstår normalt på grund af overdreven svedtendens – i varmt klima eller under fysisk aktivitet. En mangel på natrium i kroppen er karakteriseret ved hukommelsessvækkelse og appetitløshed, svimmelhed, træthed, dehydrering, muskelsvaghed og nogle gange kramper, hududslæt, mavekramper, kvalme og opkastning.

Tegn på overskydende natrium

En overdreven mængde natrium i kroppen gør sig gældende ved konstant tørst, hævelse og allergiske reaktioner.

Efter alt dette, er det så mærkeligt, at natriumproduktionen fortsætter med at stige?

Vi afslutter vores historie om grundstof nr. 11 med ordene fra Dmitry Ivanovich Mendeleev, skrevet for mange år siden, men dobbelt sandt for vore dage: "Produktionen af ​​metallisk natrium er en af ​​de vigtigste opdagelser i kemien, ikke kun fordi den begrebet simple kroppe udvidede sig og blev mere korrekt, men især fordi natrium udviser kemiske egenskaber, der kun er svagt udtrykt i andre velkendte metaller."

En detaljeret redegørelse for natriums kemiske egenskaber er udeladt af den grund, at dette er et af de få afsnit af kemi, der er præsenteret ret fuldt ud i skolebøger.

• NATRIUM PÅ EN UBÅDE. Na smelter ved 98°C, men koger kun ved 883°C. Følgelig er temperaturområdet for væsketilstanden af ​​dette element ret stort. Derfor (og også på grund af det lille neutronfangstværsnit) begyndte natrium at blive brugt i kerneenergi som kølemiddel. Især amerikanske atomubåde er udstyret med kraftværker med natriumkredsløb. Den varme, der genereres i reaktoren, opvarmer det flydende natrium, som cirkulerer mellem reaktoren og dampgeneratoren. I dampgeneratoren fordamper natrium, når det er afkølet, vand, og det resulterende højtryksnatrium roterer dampturbinen. Til samme formål anvendes en legering af natrium og kalium.
• UORGANISK FOTOSYNTESE. Normalt, når natrium oxideres, dannes et oxid med sammensætningen Na 2 O Men hvis natrium brændes i tør luft ved en forhøjet temperatur, dannes der i stedet for oxidet peroxid Na 2 O 2. Dette stof opgiver nemt sit "ekstra" iltatom og har derfor stærke oxiderende egenskaber. På et tidspunkt blev natriumperoxid meget brugt til at blege stråhatte. Nu er andelen af ​​stråhatte i brugen af ​​natriumperoxid ubetydelig; dets hovedmængder bruges til blegepapir og til luftregenerering i ubåde. Når natriumperoxid interagerer med kuldioxid, sker den modsatte proces af respiration: 2Na 2 O 2 + 2CO 2 → 2Na 2 CO 3 + O 2, dvs. kuldioxid bindes og ilt frigives. Ligesom et grønt blad!
• NATRIUM OG GULD. Da nr. 11 blev opdaget, var alkymi ikke længere for, og ideen om at omdanne natrium til guld vakte ikke naturforskernes sind. Men nu forbruges der meget natrium for at opnå guld. "Guldmalm" behandles med en opløsning af natriumcyanid (og den er opnået fra elementært natrium). I dette tilfælde omdannes guld til en opløselig kompleks forbindelse, hvorfra det isoleres ved hjælp af zink. Guldminearbejdere er blandt de største forbrugere af grundstof nr. 11. I industriel skala fremstilles Na-cyanid ved vekselvirkning mellem natrium, ammoniak og koks ved en temperatur på omkring 800°C.
• NATRIUMTRÅD. Natriums elektriske ledningsevne er tre gange lavere end kobbers. Men natrium er 9 gange lettere! Det viser sig, at natriumtråde er mere rentable end kobbertråde. Tynde ledninger er selvfølgelig ikke lavet af natrium, men det er tilrådeligt at lave samleskinner til høje strømme fra natrium. Disse dæk er stålrør svejset i enderne og fyldt med natrium indeni. Sådanne dæk er billigere end kobberdæk.

• NATRIUM I VAND. Ethvert skolebarn ved, hvad der sker, hvis man smider et stykke natrium i vandet. Mere præcist, ikke i vand, men på vand, fordi natrium er lettere end vand. Den varme, der frigives, når natrium reagerer med vand, er nok til at smelte natrium. Og nu løber en natriumkugle gennem vandet, drevet af det frigivne brint. Imidlertid er reaktionen af ​​natrium med vand ikke kun farlig sjov; tværtimod er det ofte nyttigt. Natrium bruges til pålideligt at fjerne spor af vand fra transformatorolier, alkoholer, ethere og andre organiske stoffer, og ved hjælp af natriumamalgam (dvs. en legering af natrium med kviksølv) kan fugtindholdet i mange forbindelser hurtigt bestemmes. Amalgam reagerer meget mere roligt med vand end natrium selv. For at bestemme fugtindholdet tilsættes en vis mængde natriumamalgam til en prøve af organisk stof, og fugtindholdet bestemmes af mængden af ​​frigivet brint.
• JORDENS NATRIUM BÆLTE. Det er helt naturligt, at Na aldrig findes i en fri tilstand på Jorden - dette metal er for aktivt. Men i de øverste lag af atmosfæren - i en højde af omkring 80 km - blev der opdaget et lag af atomart natrium. I denne højde er der stort set ingen ilt, vanddamp eller noget som helst for natrium at reagere med. Natrium blev også opdaget i det interstellare rum ved hjælp af spektrale metoder.
• ISOTOPER AF NATRIUM. Naturligt natrium består kun af én isotop med et massetal på 23. Der er 13 kendte radioaktive isotoper af dette grundstof, hvoraf to er af væsentlig videnskabelig interesse. Natrium-22, når det henfalder, udsender positroner - positivt ladede partikler, hvis masse er lig med massen af ​​elektroner. Denne isotop med en halveringstid på 2,58 år bruges som positronkilde. Og isotopen natrium-24 (dens halveringstid er omkring 15 timer) bruges i medicin til diagnosticering og behandling af nogle former for leukæmi - en alvorlig blodsygdom.

Hvordan får du natrium?

En moderne elektrolysator til fremstilling af natrium er en ret imponerende struktur, der ligner en ovn. Denne "komfur" er lavet af ildfast mursten og er udvendigt omgivet af et stålhus. En grafitanode indsættes nedefra gennem bunden af ​​elektrolysatoren, omgivet af et ringformet net - en membran. Dette net forhindrer natrium i at trænge ind i anoderummet, hvor der frigives klor. Ellers ville grundstof nr. 11 brænde i klor. Anoden er i øvrigt også ringformet. Den er lavet af stål. Et obligatorisk tilbehør til elektrolysatoren er to hætter. Den ene er installeret over anoden for at opsamle klor, den anden over katoden for at fjerne natrium.

En blanding af grundigt tørret natriumchlorid og calciumchlorid fyldes i elektrolysatoren. Denne blanding smelter ved en lavere temperatur end ren natriumchlorid. Elektrolyse udføres sædvanligvis ved en temperatur på ca. 600°C.

Elektroderne forsynes med en jævnstrøm på ca. 6 V; Ved katoden udledes Na + ioner, og natriummetal frigives. Natriumet flyder op og tages i en særlig samling (selvfølgelig uden luftadgang). Ved anoden udledes klor-nonioner Cl - og klorgas frigives - et værdifuldt biprodukt ved natriumproduktion.

Typisk fungerer elektrolysatoren under en belastning på 25 - 30 tusind A, mens der produceres 400 - 500 kg natrium og 600 - 700 kg klor om dagen.

"DET MEST METALLISKE METAL." Dette kaldes nogle gange natrium. Dette er ikke helt fair: I det periodiske system øges metalliske egenskaber, når du bevæger dig fra højre mod venstre og fra top til bund. Så analogerne af natrium i gruppen - francium, rubidium, cæsium, kalium - har mere udtalte metalliske egenskaber end natrium. (Selvfølgelig mener vi kun kemiske egenskaber.) Men natrium har også en lang række "metalliske" kemiske egenskaber. Den donerer nemt sine valenselektroner (én pr. atom), udviser altid valens 1+ og har udtalte reducerende egenskaber. Natriumhydroxid NaOH er en stærk alkali. Alt dette forklares af strukturen af ​​natriumatomet, på den ydre skal, hvoraf der er en elektron, og atomet kan nemt skille sig af med det.

Natrium(Natrium), Na, kemisk grundstof i gruppe I i Mendeleevs periodiske system: atomnummer 11, atommasse 22,9898; et sølvhvidt blødt metal, der hurtigt oxiderer fra overfladen i luft. Det naturlige grundstof består af én stabil isotop, 23 Na.

Historisk reference. Naturlige forbindelser af natrium - bordsalt NaCl, soda Na 2 CO 3 - har været kendt siden oldtiden. Navnet "Natrium" kommer fra det arabiske natrun, græsk. nitron, oprindeligt henvist til naturlig sodavand. Allerede i det 18. århundrede kendte kemikerne til mange andre natriumforbindelser. Selve metallet blev dog først opnået i 1807 af G. Davy ved elektrolyse af kaustisk soda NaOH. I Storbritannien, USA, Frankrig kaldes grundstoffet Sodium (fra det spanske ord sodavand - sodavand), i Italien - sodio.

Fordeling af natrium i naturen. Natrium er et typisk grundstof i den øverste del af jordskorpen. Dets gennemsnitlige indhold i litosfæren er 2,5 vægtprocent, i sure magmatiske bjergarter (granitter og andre) 2,77, i basiske bjergarter (basalt og andre) 1,94, i ultrabasiske bjergarter (kappebjergarter) 0,57. På grund af isomorfien af ​​Na + og Ca 2+, på grund af nærheden af ​​deres ionradius, dannes natrium-calcium feldspat (plagioklaser) i magmatiske bjergarter. I biosfæren er der en skarp differentiering af natrium: sedimentære bjergarter er i gennemsnit udtømt i natrium (0,66% i ler og skifer der er lidt af det i de fleste jordarter (gennemsnit 0,63%). Det samlede antal natriummineraler er 222. Na tilbageholdes svagt på kontinenterne og bringes af floder til havene og oceanerne, hvor dets gennemsnitlige indhold er 1,035% (Na er det vigtigste metalliske grundstof i havvand). Under fordampning aflejres natriumsalte i kystnære havlaguner såvel som i kontinentale søer af stepper og ørkener, der danner lag af saltholdige klipper. De vigtigste mineraler, der er kilden til natrium og dets forbindelser er halit (stensalt) NaCl, chilensk saltpeter NaNO 3, thenardite Na 2 SO 4, mirabilitet Na 2 SO 4 10H 2 O, trona NaH(CO 3) 2 2H 2 O Na er et vigtigt bioelement, der indeholder et gennemsnit på 0,02% Na; Der er mere af det i dyr end i planter.

Natriums fysiske egenskaber. Ved almindelig temperatur krystalliserer Natrium i et kubisk gitter, a = 4,28 Å. Atomradius 1,86Å, ionradius Na+ 0,92Å. Massefylde 0,968 g/cm3 (19,7 °C), smeltepunkt 97,83 °C, kogepunkt 882,9 °C; specifik varmekapacitet (20 °C) 1,23 10 3 J/(kg K) eller 0,295 cal/(g grader); termisk konduktivitetskoefficient 1,32·10 2 W/(m·K) eller 0,317 cal/(cm·sec·deg); temperaturkoefficient for lineær udvidelse (20 °C) 7,1·10 -5; elektrisk resistivitet (0 °C) 4,3·10 -8 ohm·m (4,3·10 -6 ohm·cm). Natrium er paramagnetisk, specifik magnetisk modtagelighed +9,2·10 -6; meget plastisk og blød (skæres nemt med en kniv).

Natriums kemiske egenskaber. Normalt elektrodepotentiale for natrium er -2,74 V; elektrodepotentiale i smelten -2,4 V. Natriumdamp farver flammen en karakteristisk lys gul farve. Konfigurationen af ​​atomets ydre elektroner er 3s 1; I alle kendte forbindelser er natrium monovalent. Dens kemiske aktivitet er meget høj. Ved direkte vekselvirkning med ilt dannes afhængigt af forholdene Na 2 O oxid eller Na 2 O 2 peroxid - farveløse krystallinske stoffer. Med vand danner natrium hydroxid NaOH og H 2; reaktionen kan være ledsaget af en eksplosion. Mineralsyrer danner tilsvarende vandopløselige salte med natrium, dog er natrium relativt inert med hensyn til 98-100 % svovlsyre.

Reaktionen af ​​natrium med brint begynder ved 200 °C og fører til produktion af NaH-hydrid, et farveløst hygroskopisk krystallinsk stof. Natrium reagerer direkte med fluor og klor selv ved almindelige temperaturer, med brom - kun ved opvarmning; der observeres ingen direkte interaktion med jod. Det reagerer voldsomt med svovl, og danner natriumsulfid, vekselvirkningen af ​​natriumdamp med nitrogen i feltet af en stille elektrisk udladning fører til dannelsen af ​​Na 3 N-nitrid og med kulstof ved 800-900 ° C - til produktion af Na; 2 C2-carbid.

Natrium opløses i flydende ammoniak (34,6 g pr. 100 g NH3 ved 0°C) for at danne ammoniakkomplekser. Når gasformig ammoniak ledes gennem smeltet natrium ved 300-350 °C, dannes natriumamin NaNH 2 - et farveløst krystallinsk stof, der let nedbrydes af vand. Der kendes en lang række organiske natriumforbindelser, som i kemiske egenskaber minder meget om organolithiumforbindelser, men er dem overlegne i reaktivitet. Natriumorganiske forbindelser anvendes i organisk syntese som alkyleringsmidler.

Natrium er en del af mange praktisk talt vigtige legeringer. Na - K-legeringer, der indeholder 40-90 % K (efter vægt) ved en temperatur på omkring 25 ° C, er sølvhvide væsker, karakteriseret ved høj kemisk aktivitet, brændbare i luft. Den elektriske ledningsevne og termiske ledningsevne af flydende Na - K-legeringer er lavere end de tilsvarende værdier for Na og K. Natriumamalgamer opnås let ved at indføre metallisk Natrium i kviksølv; med et indhold på mere end 2,5% Na (efter vægt) ved almindelige temperaturer er de allerede faste stoffer.

At opnå natrium. Den vigtigste industrielle metode til fremstilling af natrium er elektrolyse af smeltet NaCl-salt indeholdende tilsætningsstoffer KCl, NaF, CaCl 2 og andre, som reducerer saltets smeltepunkt til 575-585 °C. Elektrolyse af ren NaCl ville føre til store tab af natrium fra fordampning, da smeltepunkterne for NaCl (801 °C) og kogepunkterne for Na (882,9 °C) er meget tætte. Elektrolyse udføres i elektrolysatorer med membran, katoderne er lavet af jern eller kobber, og anoderne er lavet af grafit. Klor produceres samtidigt med natrium. Den gamle metode til at opnå natrium er elektrolyse af smeltet natriumhydroxid NaOH, som er meget dyrere end NaCl, men nedbrydes elektrolytisk ved en lavere temperatur (320-330 ° C).

Anvendelse af natrium. Natrium og dets legeringer bruges i vid udstrækning som kølemidler til processer, der kræver ensartet opvarmning i området 450-650 °C - i flymotorventiler og især i atomkraftværker. I sidstnævnte tilfælde tjener Na - K-legeringer som flydende metalkølemidler (begge elementer har små termiske neutronabsorptionstværsnit, for Na 0,49 barn), disse legeringer er karakteriseret ved høje kogepunkter og varmeoverførselskoefficienter og interagerer ikke med strukturelle materialer ved høje temperaturer udviklet i energiatomreaktorer. NaPb-forbindelsen (10% Na efter vægt) bruges til fremstilling af tetraethylbly - det mest effektive anti-bankemiddel. I den blybaserede legering (0,73% Ca, 0,58% Na og 0,04% Li), der anvendes til fremstilling af aksellejer til jernbanevogne, er natrium et styrkende additiv. Inden for metallurgi tjener natrium som et aktivt reduktionsmiddel i produktionen af ​​nogle sjældne metaller (Ti, Zr, Ta) ved metallotermiske metoder; i organisk syntese - i reaktioner med reduktion, kondensation, polymerisation og andre.

På grund af den høje kemiske aktivitet af natrium kræver håndtering af det forsigtighed. Det er især farligt, hvis vand kommer i kontakt med natrium, hvilket kan føre til brand og eksplosion. Øjne skal beskyttes med beskyttelsesbriller, hænder med tykke gummihandsker; Kontakt af natrium med våd hud eller tøj kan forårsage alvorlige forbrændinger.

Natrium i kroppen. Natrium er et af hovedelementerne involveret i mineralmetabolismen hos dyr og mennesker. Indeholdt hovedsageligt i ekstracellulære væsker (ca. 10 mmol/kg i humane erytrocytter, 143 mmol/kg i blodserum); deltager i opretholdelse af osmotisk tryk og syre-base balance, i ledning af nerveimpulser. En persons daglige behov for natriumchlorid varierer fra 2 til 10 g og afhænger af mængden af ​​dette salt tabt gennem sved. Koncentrationen af ​​natriumioner i kroppen reguleres hovedsageligt af hormonet i binyrebarken - aldosteron. Natriumindholdet i plantevæv er relativt højt (ca. 0,01 % i vådvægt). Hos halofytter (arter der vokser på meget saltholdige jorder) skaber natrium et højt osmotisk tryk i cellesaften og fremmer derved udvindingen af ​​vand fra jorden.

Inden for medicin er de mest almindeligt anvendte natriumpræparater natriumsulfat, NaCl-chlorid (til blodtab, væsketab, opkastning osv.), Na 2 B 4 O 7 10H 2 O-borat (som antiseptisk), NaHCO 3-bicarbonat (som slimløsende, samt til vask og skylning mod rhinitis, laryngitis og andre), Na 2 S 2 O 3 5H 2 O thiosulfat (anti-inflammatorisk, desensibiliserende og antitoksisk middel) og Na 3 C 6 H 5 O 7 5½H 2 O citrat (et lægemiddel fra gruppen af ​​antikoagulantia).

Kunstigt opnåede radioaktive isotoper 22 Na (halveringstid T ½ = 2,64 g) og 24 Na (T ½ = 15 timer) bruges til at bestemme hastigheden af ​​blodgennemstrømningen i visse dele af kredsløbssystemet ved hjerte-kar- og lungesygdomme, der udsletter endarteritis og andre . Radioaktive opløsninger af natriumsalte (f.eks. 24 NaCl) bruges også til at bestemme vaskulær permeabilitet, studere det samlede indhold af udskifteligt natrium i kroppen, vand-saltmetabolisme, absorption fra tarmene, processer af nervøs aktivitet og i nogle andre eksperimentelle undersøgelser.

Natrium er et simpelt stof placeret i den første gruppe af den tredje periode af det periodiske system af kemiske elementer af D.I. Det er et meget blødt, sølvfarvet alkalimetal, der har en violet nuance, når det opdeles i tynde lag. Natriums smeltepunkt er lige under det, der kræves for at vand kan koge, og kogepunktet er 883 grader Celsius. Ved stuetemperatur er dens massefylde 0,968 g/cm3. På grund af dens lave tæthed kan natrium skæres med en almindelig kniv, hvis det er nødvendigt.

Natrium er meget almindeligt på vores planet: dets forskellige forbindelser kan findes her både i havet eller jordskorpen, hvor det findes i relativt store mængder, og i mange levende organismer, men findes ikke i den levende natur i sin rene form på grund af dens fantastiske høje aktivitet. Natrium er et af de essentielle mikroelementer, der er nødvendige for et normalt menneskeliv - derfor, for at genopbygge dets naturlige tab fra kroppen, er det nødvendigt at indtage omkring 4-5 gram af dets forbindelse med klor - dvs. almindeligt bordsalt.

Natrium i historien

Forskellige natriumforbindelser har været kendt af mennesket siden det gamle Egypten. Ægypterne var de første til aktivt at bruge natriumholdig sodavand fra den salte Natronsø til forskellige daglige behov. Natriumforbindelser blev endda nævnt i Bibelen som en bestanddel af vaskemiddel, men natrium blev først opnået i sin rene form af den engelske kemiker Humphrey Davy i 1807 under eksperimenter med dets derivater.

Natrium blev oprindeligt kaldt natrium, afledt af det arabiske ord for hovedpine. Ordet "natrium" blev lånt fra det egyptiske sprog og blev brugt for første gang i moderne historie af det svenske lægesamfund som en betegnelse for sodaholdige mineralsalte.

Natriums kemiske egenskaber

Natrium er et aktivt alkalimetal – dvs. Det oxiderer meget hurtigt ved kontakt med luft og skal opbevares i petroleum, mens natrium har en meget lav densitet og ofte flyder til overfladen. Som et meget stærkt reduktionsmiddel, reagerer natrium med de fleste ikke-metaller, og da det er et aktivt metal, sker reaktioner med dets anvendelse ofte meget hurtigt og voldsomt. Hvis du for eksempel placerer et stykke natrium i vand, begynder det aktivt at antænde, hvilket i sidste ende fører til en eksplosion. Antændelse og frigivelse af ilt sker, når natrium og dets derivater reagerer med mange andre stoffer, men med fortyndede syrer reagerer det som et almindeligt metal. Natrium reagerer ikke med ædelgasser, jod og kulstof, og reagerer også meget dårligt med nitrogen og danner et ret ustabilt stof i form af mørkegrå krystaller - natriumnitrid.

Anvendelser af natrium

Natrium bruges hovedsageligt i den kemiske industri og metallurgi, hvor det oftest bruges som et reduktionsmiddel på grund af dets kemiske egenskaber. Det bruges også som tørremiddel til organiske opløsningsmidler såsom ether og lignende; til fremstilling af ledninger, der er i stand til at modstå enorme spændinger. I samme område bruges natrium som hovedkomponent i produktionen af ​​natrium-svovl-batterier, som har en høj specifik energi, dvs. mindre brændstofforbrug. Den største ulempe ved denne type batteri er den høje driftstemperatur og dermed risikoen for antændelse og eksplosion af natrium i en ulykke.

Et andet anvendelsesområde for natrium er farmakologi, hvor mange natriumderivater bruges som reagenser, mellemprodukter og hjælpestoffer til fremstilling af forskellige komplekse lægemidler såvel som antiseptika. En opløsning af natriumchlorid ligner relativt humant blodplasma og elimineres hurtigt fra kroppen, så den bruges, når det er nødvendigt at opretholde og normalisere blodtrykket.

I dag er nogle natriumforbindelser en væsentlig komponent i produktionen af ​​beton og andre byggematerialer. Takket være brugen af ​​materialer, der indeholder natrium-afledte komponenter, kan de bruges i byggearbejde under lave temperaturer.

På grund af sin overflod og let industriproduktion har natrium en ret lav pris. I dag produceres det på samme måde, som da det først blev fremstillet - ved at udsætte forskellige natriumholdige sten for en stærk elektrisk strøm. Takket være dette, såvel som dets nødvendighed i mange typer industri, vokser dens produktionsmængder kun.