Natrij

Natrij (Na) , kemijski element alkalni metal skupina (Skupina 1 [Ia]) periodnog sustava. Natrij je vrlo mekan srebrnastobijeli metal. Natrij je najčešći alkalni metal i šesti po zastupljenosti element na Zemlji, koji obuhvaća 2,8 posto Zemljine kore. U prirodi se javlja obilno u spojevi , posebno uobičajena sol - natrijev klorid (NaCl) - koja tvori mineral halit i čini oko 80 posto otopljenih sastavnice morske vode.

kemijska svojstva natrija (dio periodne tablice slikovne karte elemenata)

Encyclopædia Britannica, Inc.



Svojstva elementa
atomski brojjedanaest
atomska težina22.9898
talište97,81 ° C (208 ° F)
vrelište882,9 ° C (1,621 ° F)
specifična gravitacija0,971 (20 ° C)
oksidacijska stanja+1, −1 (rijetko)
elektronska konfiguracija2-8-1 ili 1 s dvadva s dvadva str 63 s 1

Svojstva i proizvodnja

Budući da je natrij izuzetno reaktivan, nikada se ne pojavljuje u slobodnom stanju u Zemljinoj kori. 1807. Sir Humphry Davy postao je prvi koji je pripremio natrij u njegovom elementarnom obliku, primjenjujući elektrolizu na sjedinjeni natrijev hidroksid (NaOH). Natrij je važan konstituirati brojnih silikatnih materijala, poput feldspata i mikusa. U raznim dijelovima svijeta postoje ogromne naslage kamene soli, a naslage natrijevog nitrata postoje u Čileu i Peruu. Sadržaj natrija u moru iznosi približno 1,05 posto, što odgovara koncentraciji od približno 3 posto natrijevih halogenida. Natrij je identificiran i u atomskom i u ionskom obliku u spektrima zvijezda, uključujući Sunce i međuzvjezdani medij . Analiza meteorita pokazuje da prisutni silikatni materijal ima prosječni sadržaj oko 4,6 atoma natrija na svakih 100 atoma silicija.



Sir Humphry Davy

Sir Humphry Davy Sir Humphry Davy, detalj uljane slike po Sir Thomasu Lawrenceu; u Nacionalnoj galeriji portreta, London. Ljubaznošću Nacionalne galerije portreta, London

Lakši od voda , natrij se može rezati nožem na sobnoj temperaturi, ali je krhak na niskim temperaturama. Provodi toplina i električne energije lako i pokazuje fotoelektrični efekt (emisija elektrona kada su izloženi svjetlosti) do izrazitog stupnja.



Natrij je daleko komercijalno najvažniji alkalni metal. Većina procesa za proizvodnju natrija uključuje elektrolizu rastaljenog natrijevog klorida. Jeftin i dostupan u količinama u cisternama, ovaj se element koristi za proizvodnju aditiva za benzin, polimera poput najlona i sintetička guma , farmaceutske proizvode i brojne metale poput tantala, titana i silicija. Također se široko koristi kao izmjenjivač topline i u svjetiljkama s natrijevom parom. Žuta boja natrijeve pare i natrijev plamen (osnova an analitički test za natrij) identificiran je s dvije istaknute crte u žutom dijelu svjetlosnog spektra.

naša gospođa iz Guadalupe blagdan
Žarulja visokotlačne natrijeve pare.

Žarulja visokotlačne natrijeve pare. (Vrh i sredina) W.H. Rhodes i G.C. Wei u R.W.Cahnu i M.B. Bever (ur.), Enciklopedija znanosti o materijalima i inženjerstva, dopunski sv. 3, 1993. Pergamon Press; (dolje) General Electric Company

Značajne namjene

Dvije najranije primjene metalnog natrija bile su u proizvodnji natrijevog cijanida i natrijevog peroksida. Značajne količine korištene su u proizvodnji tetraetilnog olova kao aditiva za benzin, tržište koje je nestalo pojavom bezolovnog benzina. Značajne količine natrija koriste se u proizvodnji natrijevih alkil sulfata kao glavni sastojak sintetičkih deterdženata.



Natrij se također koristi kao polazni materijal u proizvodnji natrijevog hidrida (NaH) i natrijevog borohidrida (NaBH4). Uz to, natrij se koristi u proizvodnji bojila i međuprodukti za bojenje, u sintezi parfema i u širokom spektru organskih redukcija. Koristi se u pročišćavanju ugljikovodika i u polimerizaciji nezasićenih ugljikovodika. U mnogim organskim primjenama natrij se koristi u obliku disperzija u tekućim ugljikovodičnim medijima.

Rastopljeni natrij izvrsna je tekućina za prijenos topline i zbog ovog svojstva pronašao je primjenu kao rashladna tekućina u reaktorima za brzo uzgajanje tekućina-metal. Natrij se intenzivno koristi u metalurgiji kao deoksidans i kao redukcijsko sredstvo za pripremu kalcija, cirkonija, titana i ostalih prijelaznih metala. Komercijalna proizvodnja titana uključuje redukciju titan tetraklorida (TiCl4) s natrijem. Proizvodi su metalni Ti i NaCl.

Glavni spojevi

Natrij je visoko reaktivan, tvoreći široku paletu spojeva s gotovo svim anorganskim i organskim anionima (negativno nabijeni ioni). Obično ima oksidacijsko stanje +1, a njegov se jednostruki valentni elektron gubi s velikom lakoćom dajući bezbojni natrijev kation (Na+). Spojevi koji sadrže natrijev anion, Na-, također su sintetizirani. Glavni komercijalni natrijevi spojevi su klorid, karbonat i sulfat.



zelene molekule u dijagramu ...

Najvažniji i najpoznatiji natrij spoj je natrijev klorid, ili uobičajena sol, NaCl. Većina ostalih natrijevih spojeva priprema se izravno ili neizravno iz natrijevog klorida koji se javlja u morskoj vodi, u prirodnim salamurama i kao kamena sol. Velike količine natrijevog klorida koriste se u proizvodnji drugih teških (industrijskih) kemikalija, kao i izravno za uklanjanje leda i snijega, za kondicioniranje vode i u hrani.

natrijev klorid

natrijev klorid Natrijev klorid. Henningklevjer



Ostale velike komercijalne primjene natrijevog klorida uključuju njegovu upotrebu u proizvodnji klora i natrijevog hidroksida elektrolitskim raspadanjem i u proizvodnji natrijevog karbonata (NadvaŠTO3) Solvayevim postupkom. Elektrolizom vodene otopine natrijevog klorida nastaje natrijev hipoklorit , NaOCl, spoj natrija, kisika i klora koji se koristi u velikim količinama u kućnom izbjeljivanju klora. Natrijev hipoklorit se također koristi kao industrijsko izbjeljivač za papirnu kašu i tekstil, za kloriranje vode, a u nekim ljekovitim pripravcima kao antiseptik i fungicid. To je nestabilan spoj poznat samo u vodenoj otopini.

Karbonati sadrže karbonatni ion (CO3dva-). Natrijev bikarbonat , koji se naziva i natrijev hidrogenkarbonat ili soda bikarbona, NaHCO3, je izvor ugljičnog dioksida i zato se koristi kao sastojak u prašci za pecivo , u šumećim solima i pićima i kao glavni sastojak suhe kemikalije Aparat za gasenje pozara . Njegova lagana lužnatost čini ga korisnim u liječenju hiperacidnosti želuca ili mokraće i acidoze. Također se koristi u određenim industrijskim procesima, poput štavljenja i pripreme vune. Natrijev karbonat , ili soda pepeo, NadvaŠTO3, je široko rasprostranjen u prirodi, javlja se kao sastojak mineralnih voda i kao čvrsti mineral natron, trona i termonatrit. U izradi se koriste velike količine ove alkalne soli staklo , deterdženti i sredstva za čišćenje. Natrijev karbonat obrađuje se ugljičnim dioksidom da bi se dobio natrijev bikarbonat. Monohidratni oblik natrijevog karbonata, NadvaŠTO3· HdvaO, intenzivno je zaposlen u fotografiji kao sastavni dio programera.



domoljubi imaju koliko prstenova
natrijev bikarbonat

natrijev bikarbonat natrijev bikarbonat (NaHCO3), poznat i kao soda bikarbona ili soda bikarbona. Geo-grafika / Shutterstock.com

Natrijev sulfat , NadvaTAKO4, je bijela kristalna krutina ili prah koji se koristi u proizvodnji kraft papira, kartona, stakla i deterdženata i kao sirovina za proizvodnju raznih kemikalija. Dobiva se ili iz naslaga minerala natrijevog sulfata mirabilita i tenardita ili sintetički obradom natrijevog klorida sumpornom kiselinom. Kristalizirani proizvod je hidrat, NadvaTAKO410HdvaO, obično poznata kao Glauberova sol. Natrijev tiosulfat (natrijev hiposulfit), NadvaSdvaILI3, koriste ga fotografi za popravljanje razvijenih negativa i otisaka; djeluje otapanjem dijela srebrnih soli presvučenih na film koji izlaganjem svjetlosti ostaju nepromijenjeni.



Natrijev hidroksid (NaOH) je nagrizajuća bijela kristalna krutina koja lako apsorbira vlagu dok se ne otopi. Natrijev hidroksid, koji se obično naziva kaustična soda ili lug, najčešće je korištena industrijska lužina. Jako je nagrizajuće za životinjsko i biljno tkivo. Alkalne otopine koje nastaju otapanjem u vodi neutraliziraju kiseline u različitim komercijalnim procesima: u preradi nafte uklanja sumporne i organske kiseline; u proizvodnji sapuna reagira s masnim kiselinama. Otopine NaOH koriste se u liječenju celuloze i u proizvodnji mnogih kemikalija.

isparivač

isparivač Isparivač s padajućim filmom za koncentriranje otopina kaustične sode (natrijev hidroksid). Ruben Castelnuovo

Natrijev nitrat ili soda nitr, NaNO3, koja se obično naziva čileanska šalitra, prema njezinim mineralnim nalazištima u sjevernom Čileu, glavni izvor. Natrijev nitrat koristi se kao dušično gnojivo i kao komponenta dinamita.