Natrijum je jedan od alkalnih metala. Tabela hemijskih elemenata prikazuje ga kao atom koji pripada trećem periodu i prvoj grupi.
Fizička svojstva
Ovaj odjeljak će razmotriti karakteristike natrijuma sa stanovišta fizike. Za početak, u svom čistom obliku to je srebrnasta čvrsta masa metalnog sjaja i niske tvrdoće. Natrijum je toliko mekan da se lako može rezati nožem. Tačka topljenja ove supstance je prilično niska i iznosi sedamdeset devet stepeni Celzijusa. Atomska masa natrijuma je također mala, o tome ćemo kasnije. Gustina ovog metala je 0,97 g/cm3.
Hemijska karakterizacija natrijuma
Ovaj element ima veoma visoku aktivnost - sposoban je da brzo i burno reaguje sa mnogim drugim supstancama. Također, tabela kemijskih elemenata omogućava vam da odredite takvu vrijednost kao što je molarna masa - za natrijum je dvadeset tri. Jedan mol je tolika količina supstance koja sadrži 6,02 x 10 do 23. stepena atoma (molekula, ako je supstanca složena). Poznavajući molarnu masu elementa, možete odrediti koliko će težiti određeni broj molova određene tvari. ToNa primjer, dva mola natrijuma su teška četrdeset i šest grama. Kao što je gore spomenuto, ovaj metal je jedan od najreaktivnijih, pripada alkalijama, odnosno njegov oksid može formirati alkalije (jake baze).
Kako nastaju oksidi
Sve supstance ove grupe, uključujući i natrijum, mogu se dobiti spaljivanjem originala. Dakle, metal reagira s kisikom, što dovodi do stvaranja oksida. Na primjer, ako sagorimo četiri mola natrijuma, potrošimo jedan mol kisika i dobijemo dva mola oksida ovog metala. Formula za natrijum oksid je Na2O. Jednačina reakcije izgleda ovako: 4Na + O2=2Na2O. Ako u nastalu supstancu dodate vodu, formira se alkalija - NaOH.
Uzevši po jedan mol oksida i vode, dobijamo dva mola baze. Evo jednačine za ovu reakciju: Na2O + H2O=2NaOH. Dobivena tvar se također naziva natrijum hidroksid. To je zbog njegovih izraženih alkalnih svojstava i visoke hemijske aktivnosti. Poput jakih kiselina, kaustični natrijum aktivno reaguje sa solima niskoaktivnih metala, organskim jedinjenjima itd. Tokom interakcije sa solima dolazi do reakcije razmene - formiraju se nova so i nova baza. Kaustična otopina natrijuma može lako uništiti tkaninu, papir, kožu, nokte, pa je potrebno pridržavati se sigurnosnih propisa pri radu s njim. Natrijum hidroksid se koristi u hemijskoj industriji kao katalizator, kao i u svakodnevnom životu kao sredstvo za eliminacijuproblemi sa začepljenim cijevima.
Reakcije sa halogenima
Ovo su jednostavne supstance, koje se sastoje od hemijskih elemenata koji pripadaju sedmoj grupi periodnog sistema. Njihova lista uključuje fluor, jod, hlor, brom. Natrijum je u stanju da reaguje sa svim njima i formira jedinjenja kao što su natrijum hlorid/bromid/jodid/fluorid. Da biste izvršili reakciju, trebate uzeti dva mola dotičnog metala, dodati mu jedan mol fluora. Kao rezultat, dobijamo natrijum fluorid u količini od dva mola. Ovaj proces se može napisati kao jednačina: Na + F2=2NaF. Natrijum fluorid, koji smo dobili, koristi se u proizvodnji zubnih pasta protiv karijesa, kao i deterdženata za razne površine. Slično, dodavanjem hlora može nastati natrijum hlorid (kuhinjska so), natrijum jodid, koji se koristi u proizvodnji metal-halogenih lampi, i natrijum bromid, koji se koristi kao lek za neuroze, nesanicu, histeriju i druge poremećaje nervnog sistema. sistem.
Sa drugim jednostavnim supstancama
Reakcije natrijuma sa fosforom, sumporom (sumporom), ugljenikom (ugljikom) su takođe moguće. Takve hemijske interakcije se mogu izvesti samo ako se stvore posebni uslovi u vidu visoke temperature. Tako se odvija reakcija adicije. Uz njegovu pomoć možete dobiti supstance kao što su natrijum fosfid, natrijum sulfid, natrijum karbid.
Primjer je dodavanje atoma datog metala atomima fosfora. Ako uzmemo tri madežadotičnog metala i jedan mol druge komponente, zatim ih zagrijemo, dobijemo jedan mol natrijum fosfida. Ova reakcija se može napisati kao sljedeća jednačina: 3Na + R=Na3P. Pored toga, natrijum može da reaguje sa azotom kao i sa vodonikom. U prvom slučaju nastaje nitrid datog metala, u drugom hidrid. Primjeri uključuju sljedeće jednačine hemijskih reakcija: 6Na + N2=2Na3N; 2Na + H2=2NaH. Prva interakcija zahtijeva električno pražnjenje, druga zahtijeva visoku temperaturu.
Reakcije sa kiselinama
Hemijska karakterizacija natrijuma se ne završava jednostavnim supstancama. Ovaj metal takođe reaguje sa svim kiselinama. Kao rezultat takvih kemijskih interakcija, nastaju natrijeva sol i vodik. Na primjer, kada dotični metal reaguje sa hlorovodoničnom kiselinom, nastaje kuhinjska so i vodik, koji isparava. Ova reakcija se može izraziti pomoću jednačine reakcije: Na + HCl=NaCl + H2. Ova vrsta hemijske interakcije naziva se reakcija supstitucije. Takođe može proizvesti soli kao što su fosfat, nitrat, nitrit, sulfat, sulfit, natrijum karbonat.
Interakcija sa solima
Natrijum reaguje sa solima svih metala osim kalijuma i kalcijuma (one su reaktivnije od elementa u pitanju). U tom slučaju, kao iu prethodnom, dolazi do supstitucijske reakcije. Atomi metala koji se razmatra zauzimaju mjesto atoma kemijski slabijeg metala. Tako miješanjem dva mola natrijuma i jednog mola magnezijum nitrata dobijamo natrijum nitrat u količini od dva mola, kao i čisti magnezijum - jedan mol. Možete napisati jednačinu za ovu reakciju na sljedeći način: 2Na + Mg(NO3)2=2NaNO3+ Mg. Po istom principu mogu se dobiti i mnoge druge soli natrijuma. Takođe, ova metoda se može koristiti za dobijanje metala iz njihovih soli.
Šta se događa ako dodate vodu natrijum
Ovo je možda jedna od najčešćih supstanci na planeti. Uz to, dotični metal je također sposoban ući u kemijsku interakciju. U ovom slučaju nastaje natrijum hidroksid, o čemu je već bilo reči, ili natrijum hidroksid.
Da biste izvršili takvu reakciju, potrebno je uzeti dva mola natrijuma, dodati mu vode, takođe u količini od dva mola, i kao rezultat ćemo dobiti dva mola hidroksida i jedan mol vodonika, koji će se osloboditi kao gas oštrog mirisa.
Natrijum i njegov uticaj na organizme
Razmatrajući ovaj metal sa hemijske tačke gledišta, pređimo na ono što je biološka karakteristika natrijuma. To je jedan od važnih elemenata u tragovima. Prije svega, to je jedna od komponenti životinjske ćelije. Ovdje obavlja važne funkcije: zajedno s kalijem održava membranski potencijal, učestvuje u formiranju i širenju nervnog impulsa između stanica i neophodan je kemijski element za osmotske procese (koji je neophodan npr. za funkcioniranje ćelije bubrega). Osim toga, natrijum je odgovoran za ravnotežu vode i soli u ćeliji. I bez ovogahemijski element, nemoguće je transportovati glukozu kroz krv, koja je toliko neophodna za funkcionisanje mozga. Ovaj metal je također uključen u proces mišićne kontrakcije.
Ovaj element u tragovima nije potreban samo životinjama - natrijum u tijelu biljaka također obavlja važne funkcije: uključen je u proces fotosinteze, pomaže u transportu ugljikohidrata, a također je neophodan za prolazak organskih i anorganske supstance kroz membrane.
Višak i nedostatak natrijuma
Prekomjeran unos soli tokom dužeg vremena može dovesti do povećanog sadržaja ovog hemijskog elementa u tijelu. Simptomi viška natrijuma mogu biti povećanje tjelesne temperature, oteklina, povećana nervna razdražljivost, oštećenje funkcije bubrega. U slučaju pojave ovakvih simptoma potrebno je iz prehrane izbaciti kuhinjsku sol i proizvode u kojima ima dosta ovog metala (lista će biti navedena u nastavku), a zatim se odmah obratiti liječniku. Smanjen sadržaj natrijuma u tijelu također dovodi do neugodnih simptoma i disfunkcije organa. Ovaj hemijski element se može isprati dugotrajnom upotrebom diuretičkih lijekova ili pijenjem samo pročišćene (destilirane) vode, uz pojačano znojenje i dehidraciju organizma. Simptomi nedostatka natrijuma su žeđ, suva koža i sluzokože, povraćanje i mučnina, loš apetit, oslabljena svijest i apatija, tahikardija, prestanak pune funkcije bubrega.
Hrana sa visokim sadržajem natrijuma
Zada biste izbjegli previsok ili prenizak sadržaj dotičnog hemijskog elementa u tijelu, morate znati koja hrana ga ima najviše. Prije svega, ovo je već spomenuta kuhinjska sol. Sadrži 40% natrijuma. Može biti i morska so. Osim toga, ovaj metal se nalazi u soji i soja sosu. Velika količina natrijuma se opaža u morskim plodovima. To su morske alge, većina vrsta riba, škampi, hobotnice, meso rakova, kavijar, rakovi itd. Sadržaj natrijuma u njima je zbog činjenice da ovi organizmi žive u slanoj sredini sa visokom koncentracijom soli raznih metala koji važni su za normalno funkcionisanje organizma.
Upotreba ovog metala i nekih njegovih jedinjenja
Upotreba natrijuma u industriji je veoma raznovrsna. Prije svega, ova supstanca se koristi u hemijskoj industriji. Ovdje je potrebno nabaviti tvari kao što su hidroksid dotičnog metala, njegov fluor, sulfati i nitrati. Osim toga, koristi se kao jako redukciono sredstvo - za izolaciju čistih metala od njihovih soli. Za upotrebu u takve svrhe postoji poseban tehnički natrijum. Njegova svojstva su utvrđena u GOST 3273-75. Zbog jakih redukcijskih svojstava spomenutih gore, natrijum se široko koristi u metalurgiji.
Takođe, ovaj hemijski element nalazi svoju primenu u farmaceutskoj industriji, gde je najčešće potreban za dobijanje njegovog bromida, koji je jedna od glavnih komponentimnogi sedativi i antidepresivi. Osim toga, natrijum se može koristiti u proizvodnji svjetiljki s plinskim pražnjenjem - to će biti izvori jarko žute svjetlosti. Hemijsko jedinjenje kao što je natrijum hlorat (NaClO3) uništava mlade biljke, pa se koristi za njihovo uklanjanje sa železničkih šina kako bi se sprečilo njihovo prerastanje. Natrijum cijanid se široko koristi u industriji iskopavanja zlata. Uz njegovu pomoć, ovaj metal se dobija iz kamenja.
Kako se dobija natrijum
Najčešći način je reakcija karbonata dotičnog metala sa ugljikom. Da biste to učinili, potrebno je zagrijati dvije naznačene supstance na temperaturu od oko hiljadu stepeni Celzijusa. Kao rezultat toga, formiraju se dva hemijska jedinjenja kao što su natrijum i dim. Kada jedan mol natrijevog karbonata reaguje sa dva mola ugljika, dobiju se dva mola željenog metala i tri mola ugljičnog monoksida. Jednačina za gornju reakciju može se napisati na sljedeći način: NaCO3 + 2S=2Na + 3SO. Slično, ovaj hemijski element se može dobiti iz njegovih drugih jedinjenja.
Kvalitetne reakcije
Prisustvo natrijuma+, kao i bilo kojeg drugog kationa ili anjona, može se odrediti posebnim hemijskim manipulacijama. Kvalitativna reakcija na jon natrijuma gori - u prisustvu njegovog prisustva, plamen će biti obojen žuto.
Gdje se dotični hemijski element može naći u prirodi
Prvo, kao što je već spomenuto,jedna je od komponenti i životinjskih i biljnih ćelija. Također, njegova visoka koncentracija uočena je u morskoj vodi. Osim toga, natrijum je dio nekih minerala. To su, na primjer, silvinit, njegova formula je NaCl • KCl, kao i karnalit, čija je formula KCl•MgCl2•6H2 O. Prvi od njih ima heterogenu strukturu s naizmjeničnim raznobojnim dijelovima; u njegovoj boji se mogu naći narandžasta, ružičasta, plava, crvena. Ovaj mineral je potpuno rastvorljiv u vodi. Karnalit, u zavisnosti od mesta nastanka i nečistoća, takođe može imati različite boje. Može biti crvena, žuta, bijela, svijetloplava, a također i prozirna. Ima meki sjaj, zraci svjetlosti u njemu se jako lome. Ova dva minerala služe kao sirovine za dobijanje metala koji su u njihovom sastavu: natrijum, kalijum, magnezijum.
Naučnici vjeruju da je metal koji smo ispitali u ovom članku jedan od najčešćih u prirodi, budući da je njegov maseni udio u zemljinoj kori dva i po posto.
