Natrio(natris), Na, I grupės cheminis elementas Periodinė elementų lentelė Mendelejevas: atominis numeris 11, atominė masė 22,9898; sidabriškai baltas minkštas metalas, greitai oksiduojantis nuo paviršiaus ore. Natūralų elementą sudaro vienas stabilus izotopas – 23 Na.
Istorinė nuoroda. Natūralūs natrio junginiai – valgomoji druska NaCl, soda Na 2 CO 3 – žinomi nuo seno. Pavadinimas „natris“ kilęs iš arabų kalbos natrun, graikų kalbos. nitronas, iš pradžių vadinamas natūralia soda. Jau XVIII amžiuje chemikai žinojo daug kitų natrio junginių. Tačiau patį metalą G. Davy gavo tik 1807 metais kaustinės sodos NaOH elektrolizės būdu. Didžiojoje Britanijoje, JAV, Prancūzijoje elementas vadinamas natriu (iš ispanų kalbos žodžio soda – soda), Italijoje – sodio.
Natrio pasiskirstymas gamtoje. Natris yra tipiškas elementas viršutinėje žemės plutos dalyje. Vidutinis jo kiekis litosferoje yra 2,5 masės %, rūgščiose magminėse uolienose (granituose ir kitose) 2,77, bazinėse uolienose (bazaltuose ir kt.) 1,94, ultrabazinėse uolienose (mantijos uolienose) 0,57. Dėl Na + ir Ca 2+ izomorfizmo, dėl jų joninių spindulių artumo, magminėse uolienose susidaro natrio-kalcio lauko špatai (plagioklazės). Biosferoje pastebima ryški natrio diferenciacija: nuosėdinėse uolienose vidutiniškai trūksta natrio (molyje ir skalūnuose jo yra mažai (vidutiniškai 0,63%)). Bendras natrio mineralų skaičius yra 222. Na silpnai išsilaiko žemynuose ir upėmis atnešamas į jūras ir vandenynus, kur jo vidutinis kiekis yra 1,035% (Na yra pagrindinis metalinis elementas jūros vanduo). Garinimo metu natrio druskos nusėda pakrančių jūrų lagūnose, taip pat žemyniniuose stepių ir dykumų ežeruose, sudarydamos druskingų uolienų sluoksnius. Pagrindiniai mineralai, kurie yra natrio ir jo junginių šaltinis, yra halitas (akmens druska) NaCl, Čilės salietra NaNO 3, thenarditas Na 2 SO 4, mirabilitas Na 2 SO 4 10H 2 O, trona NaH(CO 3) 2 2H 2 O Na yra svarbus bioelementas, kuriame yra vidutiniškai 0,02 % Na; Gyvūnuose jo yra daugiau nei augaluose.
Natrio fizinės savybės.Įprastoje temperatūroje natris kristalizuojasi kubinėje gardelėje, a = 4,28 Å. Atominis spindulys 1,86Å, joninis spindulys Na+ 0,92Å. Tankis 0,968 g/cm 3 (19,7 °C), lydymosi temperatūra 97,83 °C, virimo temperatūra 882,9 °C; specifinė šiluma(20 °C) 1,23 10 3 J/(kg K) arba 0,295 cal/(g deg); šilumos laidumo koeficientas 1,32·10 2 W/(m·K) arba 0,317 cal/(cm·sek·deg); temperatūros koeficientas tiesinis plėtimasis (20 °C) 7,1·10 -5 ; specifinis elektrinė varža(0 °C) 4,3 · 10 -8 om · m (4,3 · 10 -6 om · cm). Natris yra paramagnetinis, specifinis magnetinis jautrumas +9,2·10 -6; labai plastiškas ir minkštas (lengvai pjaustomas peiliu).
Cheminės natrio savybės. Normalus natrio elektrodo potencialas yra -2,74 V; elektrodo potencialas lydaloje -2,4 V. Natrio garai nuspalvina liepsną būdinga ryškiai geltona spalva. Išorinių atomo elektronų konfigūracija yra 3s 1; Visuose žinomuose junginiuose natris yra vienavalentis. Jo cheminis aktyvumas yra labai didelis. Tiesiogiai sąveikaujant su deguonimi, priklausomai nuo sąlygų, susidaro Na 2 O oksidas arba Na 2 O 2 peroksidas - bespalvės kristalinės medžiagos. Su vandeniu natris sudaro hidroksidą NaOH ir H 2; reakciją gali lydėti sprogimas. Mineralinės rūgštys Su natriu sudaro atitinkamas vandenyje tirpias druskas, tačiau natris yra santykinai inertiškas 98–100 % sieros rūgšties atžvilgiu.
Natrio reakcija su vandeniliu prasideda 200 °C temperatūroje ir susidaro NaH hidridas, bespalvė higroskopinė kristalinė medžiaga. Natris tiesiogiai reaguoja su fluoru ir chloru net esant įprastoms temperatūroms, su bromu – tik kaitinamas; tiesioginės sąveikos su jodu nepastebėta. Jis smarkiai reaguoja su siera, sudarydamas natrio garų sąveiką su azotu tylios elektros iškrovos lauke, todėl susidaro Na 3 N nitridas, o su anglimi 800–900 ° C temperatūroje - Na; 2 C 2 karbidas.
Natris ištirpsta skystame amoniake (34,6 g 100 g NH 3 0 °C temperatūroje), sudarydamas amoniako kompleksus. Kai 300-350 °C temperatūroje per išlydytą natrį praleidžiamas dujinis amoniakas, susidaro natrio aminas NaNH 2 – bespalvis kristalinė medžiaga, lengvai skaidomas vandeniu. Žinomas didelis skaičius natrio organiniai junginiai, kurių cheminės savybės labai panašios į organinius ličio junginius, tačiau yra pranašesnės už juos reaktyvumu. Organiniai natrio junginiai naudojami organinėje sintezėje kaip alkilinimo agentai.
Natris yra daugelio praktiškai svarbių lydinių komponentas. Na-K lydiniai, kuriuose yra 40–90% K (pagal masę), esant maždaug 25 °C temperatūrai, yra sidabriškai balti skysčiai, pasižymintys dideliu cheminiu aktyvumu, degūs ore. Skystų Na - K lydinių elektros laidumas ir šilumos laidumas yra mažesni už atitinkamas Na ir K reikšmes. Natrio amalgamos lengvai gaunamos metalinio natrio įvedus į gyvsidabrį; kuriuose yra daugiau nei 2,5 % Na (pagal masę) esant įprastoms temperatūroms, jie jau yra kietos medžiagos.
Natrio gavimas. Pagrindinis pramoninis natrio gamybos būdas yra išlydytos NaCl druskos elektrolizė, kurioje yra priedų KCl, NaF, CaCl 2 ir kitų, kurie sumažina druskos lydymosi temperatūrą iki 575-585 °C. Gryno NaCl elektrolizė sukeltų didelius natrio nuostolius išgaruojant, nes NaCl lydymosi (801 °C) ir Na virimo taškai (882,9 °C) yra labai artimi. Elektrolizė atliekama elektrolitinėse ląstelėse su diafragma, katodai pagaminti iš geležies arba vario, o anodai – iš grafito. Chloras gaminamas kartu su natriu. Senasis natrio gavimo būdas yra išlydyto natrio hidroksido NaOH elektrolizė, kuri yra daug brangesnė nei NaCl, tačiau elektrolitiškai suyra žemesnėje temperatūroje (320-330 °C).
Natrio taikymas. Natris ir jo lydiniai plačiai naudojami kaip aušinimo skysčiai procesams, kuriems reikalingas vienodas kaitinimas 450-650 °C diapazone – orlaivių variklių vožtuvuose ir ypač atominėse elektrinėse. Pastaruoju atveju Na - K lydiniai tarnauja kaip skysti metalo aušinimo skysčiai (abu elementai turi mažus šiluminės neutronų sugerties skerspjūvius, Na 0,49 barn), šie lydiniai pasižymi aukšta virimo temperatūra ir šilumos perdavimo koeficientais ir nesąveikauja su konstrukcinėmis medžiagomis. aukštoje temperatūroje išsivysčiusi energija branduoliniai reaktoriai. NaPb junginys (10 % Na pagal masę) naudojamas tetraetilšvino – veiksmingiausios antidetonacinės medžiagos – gamyboje. Švino lydinyje (0,73 % Ca, 0,58 % Na ir 0,04 % Li), naudojamame geležinkelio vagonų ašių guoliams gaminti, natris yra stiprinantis priedas. Metalurgijoje natris naudojamas kaip aktyvus reduktorius gaminant kai kuriuos retuosius metalus (Ti, Zr, Ta) metaloterminiais metodais; organinėje sintezėje - redukcijos, kondensacijos, polimerizacijos ir kt. reakcijose.
Dėl didelio natrio cheminio aktyvumo su juo reikia elgtis atsargiai. Tai ypač pavojinga, jei vanduo liečiasi su natriu, o tai gali sukelti gaisrą ir sprogimą. Akys turi būti apsaugotos akiniais, rankos – storomis guminėmis pirštinėmis; Natrio sąlytis su šlapia oda arba drabužiais gali stipriai nudeginti.
Natris organizme. Natris yra vienas iš pagrindinių elementų, dalyvaujančių gyvūnų ir žmonių mineralų apykaitoje. Daugiausia yra tarpląsteliniuose skysčiuose (apie 10 mmol/kg žmogaus eritrocituose, 143 mmol/kg kraujo serume); dalyvauja palaikant osmosinį slėgį ir rūgščių-šarmų pusiausvyrą, laiduojant nervinius impulsus. Žmogaus paros natrio chlorido poreikis svyruoja nuo 2 iki 10 g ir priklauso nuo per prakaitą prarandamos šios druskos kiekio. Natrio jonų koncentraciją organizme daugiausia reguliuoja antinksčių žievės hormonas – aldosteronas. Natrio kiekis augalų audiniuose yra gana didelis (apie 0,01 % drėgnos masės). Halofituose (rūšyse, augančiose labai sūriame dirvožemyje) natris sukuria didelį osmosinį slėgį ląstelių sultyse ir taip skatina vandens ištraukimą iš dirvožemio.
Medicinoje dažniausiai naudojami natrio preparatai yra natrio sulfatas, NaCl chloridas (kraujo netekimui, skysčių netekimui, vėmimui ir kt.), Na 2 B 4 O 7 10H 2 O boratas (kaip antiseptikas), NaHCO 3 bikarbonatas (kaip atsikosėjimą skatinanti priemonė, taip pat prausimuisi ir skalavimui nuo slogos, laringito ir kt.), Na 2 S 2 O 3 5H 2 O tiosulfatas (priešuždegiminis, desensibilizuojantis ir antitoksinis preparatas) ir Na 3 C 6 H 5 O 7 5½H 2 O citratas (vaistas iš antikoaguliantų grupės).
Dirbtinai gauti radioaktyvieji izotopai 22 Na (pusėjimo laikas T ½ = 2,64 g) ir 24 Na (T ½ = 15 val.) naudojami kraujotakos greičiui nustatyti tam tikrose kraujotakos sistemos dalyse sergant širdies ir kraujagyslių bei plaučių ligomis, obliteruojančiu endarteritą. ir kiti . Radioaktyvieji natrio druskų tirpalai (pavyzdžiui, 24 NaCl) taip pat naudojami kraujagyslių pralaidumui nustatyti, bendram keičiamo natrio kiekiui organizme tirti, vandens-druskų apykaitai, absorbcijai iš žarnyno, nervų veiklos procesams ir kai kuriems kitiems eksperimentams. studijos.
Natris yra paprasta medžiaga, esanti D. I. Mendelejevo cheminių elementų periodinės lentelės pirmoje grupėje. Tai labai minkštas, sidabrinis šarminis metalas, kuris, padalintas į plonus sluoksnius, turi violetinį atspalvį. Natrio lydymosi temperatūra yra šiek tiek žemesnė nei reikalinga vandeniui užvirti, o virimo temperatūra yra 883 laipsniai Celsijaus. Kambario temperatūroje jo tankis yra 0,968 g/cm3. Dėl mažo tankio natrį prireikus galima pjaustyti įprastu peiliu.
Natris mūsų planetoje yra labai paplitęs: įvairių jo junginių čia galima rasti tiek jūroje, tiek žemės plutoje, kur jo randama gana dideliais kiekiais, ir daugelyje gyvų organizmų, tačiau nėra aptinkama gyvojoje gamtoje gryna forma dėl savo nuostabiai didelio aktyvumo. Natris yra vienas iš būtinų normaliam žmogaus gyvenimui reikalingų mikroelementų – todėl norint papildyti natūralų jo netekimą iš organizmo, reikia suvartoti apie 4-5 gramus jo junginio su chloru – t.y. įprastinė valgomoji druska.
Natris istorijoje
Įvairūs natrio junginiai žmonėms buvo žinomi nuo seno Senovės Egiptas. Egiptiečiai pirmieji įvairiems kasdieniams poreikiams pradėjo aktyviai naudoti natrio turinčią sodą iš sūraus Natrono ežero. Natrio junginiai netgi buvo paminėti Biblijoje kaip komponentas ploviklio Tačiau natrį gryna forma pirmą kartą gavo anglų chemikas Humphrey Devy 1807 m., eksperimentuodamas su jo išvestinėmis medžiagomis.
Iš pradžių natris buvo vadinamas natriu – dariniu Arabiškas žodis, rodantis galvos skausmą. Žodis „natris“ buvo pasiskolintas iš egiptiečių kalbos ir pirmą kartą, m modernioji istorija, Švedijos gydytojų draugija naudojo kaip sodos turinčių mineralinių druskų pavadinimą.
Cheminės natrio savybės
Natris yra aktyvus šarminis metalas – t.y. Susilietęs su oru jis labai greitai oksiduojasi ir turi būti laikomas žibale, o natrio tankis labai mažas ir dažnai plūduriuoja ant paviršiaus. Natris, būdamas labai stiprus reduktorius, reaguoja su dauguma nemetalų, o kadangi yra aktyvus metalas, reakcijos jį naudojant dažnai įvyksta labai greitai ir audringai. Pavyzdžiui, jei į vandenį įdedate natrio gabalėlį, jis pradeda aktyviai užsidegti, o tai galiausiai sukelia sprogimą. Natriui ir jo dariniams reaguojant su daugeliu kitų medžiagų, įvyksta užsidegimas ir deguonies išsiskyrimas, tačiau su atskiestomis rūgštimis reaguoja kaip paprastas metalas. Natris nereaguoja su tauriosiomis dujomis, jodu ir anglimi, taip pat labai blogai reaguoja su azotu, sudarydamas gana nestabilią medžiagą tamsiai pilkų kristalų pavidalu - natrio nitridą.
Natrio panaudojimas
Natris daugiausia naudojamas chemijos pramonėje ir metalurgijoje, kur dažniausiai naudojamas kaip reduktorius dėl savo cheminės savybės. Jis taip pat naudojamas kaip sausiklis tokiems organiniai tirpikliai kaip eteris ir kiti panašūs į jį; milžinišką įtampą galinčių atlaikyti laidų gamybai. Toje pačioje srityje natris naudojamas kaip pagrindinis komponentas gaminant natrio-sieros baterijas, kurios turi didelę specifinę energiją, t.y. mažesnės degalų sąnaudos. Pagrindinis šio tipo akumuliatorių trūkumas yra aukšta darbinė temperatūra, taigi ir natrio užsidegimo bei sprogimo pavojus avarijos metu.
Kita natrio taikymo sritis yra farmakologija, kur daugelis natrio darinių yra naudojami kaip reagentai, tarpiniai ir pagalbinės medžiagos kuriant įvairius sudėtingus vaistus, taip pat antiseptikus. Natrio chlorido tirpalas yra santykinai panašus į žmogaus kraujo plazmą ir greitai pasišalina iš organizmo, todėl naudojamas, kai reikia palaikyti ir normalizuoti kraujospūdį.
Šiandien kai kurie natrio junginiai yra esminis komponentas gaminant betoną ir kt Statybinės medžiagos. Naudojant medžiagas, kuriose yra natrio komponentų, jie gali būti naudojami statybose esant žemai temperatūrai.
Dėl savo gausos ir lengvos pramoninės gamybos natrio kaina yra gana maža. Šiandien jis gaminamas taip pat, kaip ir tada, kai pirmą kartą buvo gautas – įvairias natrio turinčias uolienas veikiant stipria elektros srove. Dėl šios priežasties ir jos būtinumo daugelyje pramonės šakų gamybos apimtys tik auga.
-elementas pagrindinės pirmosios grupės pogrupis, trečiasis periodinės D.I Mendelejevo cheminių elementų sistemos periodas, kurio atominis skaičius 11. Žymi simboliu Na (lot. Natrium). Paprastoji medžiaga natris (CAS numeris: 7440-23-5) yra minkštas sidabriškai baltos spalvos šarminis metalas.
Vandenyje natris elgiasi beveik taip pat, kaip litis: reakcija vyksta greitai išsiskiriant vandeniliui, o tirpale susidaro natrio hidroksidas.
Vardo istorija ir kilmė
Natrio atomo diagrama
Natris (tiksliau, jo junginiai) buvo naudojamas nuo seniausių laikų. Pavyzdžiui, soda (natronas), natūraliai randama sodos ežerų vandenyse Egipte. Senovės egiptiečiai natūralią sodą naudojo balzamavimui, drobės balinimui, maisto ruošimui, dažų ir glazūrų gamybai. Plinijus Vyresnysis rašo, kad Nilo deltoje soda (joje buvo pakankamai daug priemaišų) buvo išskirta iš upės vandens. Jis buvo parduodamas didelių gabalėlių pavidalu, pilkos arba net juodos spalvos dėl anglies priemaišos.
Pirmą kartą natrį gavo anglų chemikas Humphry Davy 1807 m., elektrolizuodamas kietą NaOH.
Pavadinimas „natris“ kilęs iš arabų kalbos natrun graikų kalba - nitronas ir iš pradžių reiškė natūralią soda. Pats elementas anksčiau buvo vadinamas natriu.
Kvitas
Pirmasis natrio gamybos būdas buvo redukcijos reakcija natrio karbonatas anglis kaitinant artimą šių medžiagų mišinį geležiniame inde iki 1000°C:
Na 2 CO 3 +2C=2Na+3CO
Tada atsirado kitas natrio gamybos būdas – išlydyto natrio hidroksido arba natrio chlorido elektrolizė.
Fizinės savybės
Metalinis natris, laikomas žibale
Kokybinis natrio nustatymas naudojant liepsną - ryškiai geltona „natrio D linijos“ emisijos spektro spalva, dubletas 588,9950 ir 589,5924 nm.
Natris – sidabriškai baltas metalas, plonais sluoksniais purpurinio atspalvio, plastiškas, net minkštas (lengvai pjaustomas peiliu), šviežias natrio pjūvis blizga. Natrio elektros ir šilumos laidumo vertės yra gana didelės, tankis yra 0,96842 g/cm³ (esant 19,7 ° C), lydymosi temperatūra yra 97,86 ° C, virimo temperatūra yra 883,15 ° C.
Cheminės savybės
Šarminis metalas, kuris lengvai oksiduojasi ore. Siekiant apsaugoti nuo atmosferos deguonies, metalinis natris yra laikomas po sluoksniu žibalo. Natris yra mažiau aktyvus nei ličio, todėl su azoto reaguoja tik kaitinant:
2Na + 3N2 = 2NaN3
Esant dideliam deguonies pertekliui, susidaro natrio peroksidas
2Na + O 2 = Na 2 O 2
Taikymas
Natrio metalas plačiai naudojamas preparatinėje chemijoje ir pramonėje kaip stiprus reduktorius, įskaitant metalurgiją. Natris naudojamas gaminant daug energijos sunaudojančias natrio sieros baterijas. Jis taip pat naudojamas sunkvežimių išmetimo vožtuvuose kaip šilumos kriauklė. Kartais natrio metalas naudojamas kaip medžiaga elektros laidams, skirtiems perduoti labai dideles sroves.
Lydinyje su kaliu, taip pat su rubidis ir cezis naudojamas kaip labai efektyvus aušinimo skystis. Visų pirma, lydinio sudėtis yra natrio 12%, kalio 47 %, cezis 41% lydymosi temperatūra yra rekordiškai žema –78 °C ir buvo pasiūlyta kaip darbinis skystis joninių raketų varikliams ir aušinimo skystis atominėms elektrinėms.
Natris taip pat naudojamas aukšto ir žemo slėgio išlydžio lempose (HPLD ir LPLD). DNaT (Arc Sodium Tubular) tipo NLVD lempos labai plačiai naudojamos gatvių apšvietime. Jie skleidžia ryškiai geltoną šviesą. HPS lempų tarnavimo laikas yra 12-24 tūkst. Todėl HPS tipo dujų išlydžio lempos yra būtinos miesto, architektūriniam ir pramoniniam apšvietimui. Taip pat yra lempos DNaS, DNaMT (Arc Sodium Matte), DNaZ (Arc Sodium Mirror) ir DNaTBR (Arc Sodium Tubular Without Mercury).
Natrio metalas naudojamas kokybinei analizei organinės medžiagos. Natrio ir bandomosios medžiagos lydinys neutralizuojamas etanolis,įpilkite kelis mililitrus distiliuoto vandens ir padalinkite į 3 dalis, J. Lassaigne testas (1843), skirtas azoto, sieros ir halogenų nustatymui (Beilstein testas)
Natrio chloridas (valgomoji druska) yra seniausiai naudota kvapioji medžiaga ir konservantas.
- Natrio azidas (Na 3 N) naudojamas kaip azotinimo medžiaga metalurgijoje ir švino azido gamyboje.
- Natrio cianidas (NaCN) naudojamas hidrometalurginiu būdu išplaunant auksą iš uolienų, taip pat plieną nitrokarburizuojant ir galvanizuojant (sidabruojant, auksuojant).
- Natrio chloratas (NaClO 3) naudojamas nepageidaujamai augmenijai ant geležinkelio bėgių naikinti.
Biologinis vaidmuo
Natrio randama organizme didžiąja dalimi už ląstelių ribų (apie 15 kartų daugiau nei citoplazmoje). Šį skirtumą palaiko natrio-kalio siurblys, kuris išpumpuoja ląstelės viduje įstrigusį natrį.
Kartu sukalionatris atlieka šias funkcijas:
Sudaryti sąlygas atsirasti membranos potencialui ir raumenų susitraukimams.
Kraujo osmosinės koncentracijos palaikymas.
Rūgščių-šarmų pusiausvyros palaikymas.
Vandens balanso normalizavimas.
Membranos transportavimo užtikrinimas.
Daugelio fermentų aktyvinimas.
Natrio yra beveik visuose maisto produktuose, nors daugiausia jo organizmas gauna iš valgomosios druskos. Absorbcija daugiausia vyksta skrandyje ir plonojoje žarnoje. Vitaminas D gerina natrio pasisavinimą, tačiau per daug sūrus maistas ir maistas, kuriame gausu baltymų, trukdo normaliai pasisavinti. Su maistu gaunamo natrio kiekis parodo natrio kiekį šlapime. Natrio turtingas maistas pasižymi pagreitėjusiu išsiskyrimu.
Natrio trūkumas besilaikančiam dietos subalansuotas maistasžmonėms nepasitaiko, tačiau kai kurių problemų gali kilti vegetariškos dietos. Laikiną trūkumą gali sukelti diuretikų vartojimas, viduriavimas, gausus prakaitavimas ar per didelis vandens suvartojimas. Natrio trūkumo simptomai yra svorio kritimas, vėmimas ir dujų susidarymas. virškinimo trakto, ir absorbcijos sutrikimas aminorūgštys ir monosacharidai. Ilgalaikis trūkumas sukelia raumenų mėšlungį ir neuralgiją.
Perteklinis natrio kiekis sukelia kojų ir veido patinimą, taip pat padidina kalio išsiskyrimą su šlapimu. Didžiausia suma druskos, kurią gali apdoroti inkstai, yra maždaug 20-30 gramų, didesnis kiekis jau pavojingas gyvybei.
APIBRĖŽIMAS
Natrio- vienuoliktas periodinės lentelės elementas. Pavadinimas – Na iš lotyniško „natrium“. Įsikūręs trečiajame periode, IA grupėje. Nurodo metalus. Branduolinis krūvis yra 11.
Natris yra vienas gausiausių elementų Žemėje. Jis buvo rastas saulės atmosferoje ir tarpžvaigždinė erdvė. Svarbiausi natrio mineralai: NaCl (halitas), Na 2 SO 4 × 10H 2) (mirabelitas), Na 3 AlF 6 (kriolitas), Na 2 B 4 O 7 × 10H 2) (boraksas) ir kt. natrio druskų hidrosferoje (apie 1,5×10 16 t).
Natrio junginiai patenka į augalų ir gyvūnų organizmus, pastaruoju atveju daugiausia NaCl pavidalu. Žmogaus kraujyje Na + jonai sudaro 0,32%, kauluose - 0,6%, raumenų audinyje - 0,6-1,5%.
Paprasta forma natris yra sidabriškai baltas metalas (1 pav.). Jis toks minkštas, kad jį galima lengvai pjaustyti peiliu. Dėl lengvo oksidacijos ore natris yra laikomas po žibalo sluoksniu.
Ryžiai. 1. Natris. Išvaizda.
Natrio atominė ir molekulinė masė
APIBRĖŽIMAS
Santykinė medžiagos molekulinė masė (M r) yra skaičius, rodantis, kiek kartų tam tikros molekulės masė yra didesnė nei 1/12 anglies atomo masės, ir elemento santykinė atominė masė(A r) – kiek kartų vidutinė atomų masė cheminis elementas daugiau nei 1/12 anglies atomo masės.
Kadangi laisvoje būsenoje natris yra monoatominių Na molekulių pavidalu, jo atominės ir molekulinės masės reikšmės sutampa. Jie lygūs 22,9898.
Natrio izotopai
Yra žinoma dvidešimt natrio izotopų, kurių masės skaičius yra nuo 18 iki 37, iš kurių stabiliausias yra 23 Na, kurių pusinės eliminacijos laikas yra trumpesnis nei minutė.
Natrio jonai
Išorinis natrio atomo energijos lygis turi vieną elektroną, kuris yra valentinis elektronas:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 .
Dėl cheminės sąveikos natris atsisako vienintelio valentinio elektrono, t.y. yra jo donoras ir virsta teigiamai įkrautu jonu:
Na 0 -1e → Na + .
Natrio molekulė ir atomas
Laisvoje būsenoje natris egzistuoja monoatominių Na molekulių pavidalu. Štai keletas savybių, apibūdinančių natrio atomą ir molekulę:
Natrio lydiniai
Svarbiausios natrio panaudojimo sritys yra branduolinė energija, metalurgija ir organinės sintezės pramonė. Branduolinėje energetikoje natris ir jo lydinys su kaliu naudojami kaip skysti metalo aušinimo skysčiai. Natrio ir kalio lydinys, kuriame yra 77,2 % (masės) kadio, yra skystos būsenos plačiame temperatūrų diapazone, turi didelį šilumos perdavimo koeficientą ir nesąveikauja su dauguma konstrukcinių medžiagų nei normalioje, nei aukštesnėje temperatūroje.
Natris naudojamas kaip priedas švino lydiniams stiprinti.
Su gyvsidabriu natris sudaro kietąjį lydinį – natrio amalgamą, kuri kartais naudojama kaip minkštesnė reduktorius vietoj gryno metalo.
Problemų sprendimo pavyzdžiai
1 PAVYZDYS
| Pratimas | Parašykite reakcijų lygtis, kurios gali būti naudojamos atliekant šias transformacijas: Na 2 O → NaCl → NaOH → Na. |
| Atsakymas | Norint gauti to paties metalo chloridą iš natrio oksido, būtina jį ištirpinti rūgštyje: Na 2 O+ 2HCl → 2NaCl + H 2 O. Norint gauti natrio hidroksidą iš to paties metalo chlorido, būtina jį ištirpinti vandenyje, tačiau reikia atsiminti, kad šiuo atveju hidrolizė nevyksta: NaCl+ H 2 O → NaOH + HCl. Iš atitinkamo hidroksido galima gauti natrio, jei šarmas yra elektrolizuojamas: NaOH ↔ Na + + Cl - ; K(-): Na + + e → Na 0: A(+): 4OH — — 4e → 2H 2 O + O 2. Natronas iš pradžių buvo vadinamas natrio hidroksidu. 1807 m. Davy, elektrolizės būdu šiek tiek sudrėkintus kietus šarmus, gavo laisvuosius metalus - kalį ir natrį, vadindamas juos kaliu ir natriu. Berzelius, o vėliau Hessas Rusijoje pasiūlė Natriumo pavadinimą, kuris prigijo. Būnant gamtoje, gauti:Gamtoje šarminių metalų laisvos formos nėra. Natris yra įvairių junginių dalis. Svarbiausias yra natrio junginys su chloru NaCl, kuris sudaro akmens druskų nuosėdas (Donbasas, Solikamskas, Sol-Ileckas ir kt.). Natrio chlorido taip pat yra jūros vanduo ir druskos šaltiniai. Natris yra vienas iš įprastų elementų. Natrio kiekis žemės plutoje yra 2,64%. Fizinės savybės:Natris – sidabriškai baltas metalas, jo tankis 0,97 g/cm3, labai minkštas, lengvai pjaustomas peiliu. Tarp atomų yra metalinis ryšys. Medžiagai su tokiu ryšiu būdingas metalinis blizgesys, plastiškumas, minkštumas, geras elektros laidumas ir šilumos laidumas. Cheminės savybės:Cheminės sąveikos metu natrio atomas lengvai atiduoda valentinius elektronus, tapdamas teigiamai įkrautu jonu. Jis greitai oksiduojasi ore, todėl laikomas po žibalo sluoksniu. Svarbiausios jungtys:Natrio oksidas, Na 2 O (bespalvis), reaguoja su vandens garais ir anglies dioksidu, todėl geriau laikyti bevandeniame benzene. Taikymas:Natrio junginiai yra svarbiausi cheminės gamybos komponentai. Naudojamas muilo gamyboje, stiklo gamyboje, buitinės chemijos pramonėje. Bondareva Marija Aleksandrovna Šaltiniai: G.P. Chomčenko „Chemijos vadovas stojantiems į universitetus“ |