Nátrium - tulajdonságai kémiai elemek

Nátrium (Natrium), Na, kémiai elem I. csoportba, a periódusos rendszer: a atomszáma 11, atomsúlya 22,9898; ezüstfehér puha fémből, gyorsan oxidálódik a levegőben a felületről. Természetes eleme áll egy stabil izotóp 23 Na.

Történelmi háttér. Természetes vegyületek Nátrium - só NaCl, Soda Na 2CO 3 - ismert az ókorban. A név „Nátrium” származik az arab Natrun, görög. nitron, eredetileg a természetes szóda. Már a 18. században, a vegyészek ismert sok más nátrium vegyületek. Azonban, a fém kaptuk csak 1807 G. Davey elektrolízissel nátrium-hidroxid nátrium-hidroxid. Az Egyesült Királyságban, az Egyesült Államok, Franciaország elem az úgynevezett nátrium (a spanyol szó szóda - szóda), Olaszország - sodio.

Fizikai tulajdonságai a nátrium. Közönséges hőmérsékleten nátrium kristályosodik köbös rács a = 4,28Å. Az atomi sugara 1,86Å, Az ionos sugara Na + 0,92Å. A sűrűsége 0,968 g / cm 3 (19,7 ° C), olvadáspont: 97,83 ° C, forráspontja 882,9 ° C; fajhő (20 ° C) 1,23 · március 10 J / (kg · K), vagy 0,295 cal / (g · °); A hővezetési együttható 1,32 x 10 2 W / (m · K), vagy 0,317 cal / (cm · sec · °); termikus, lineáris hőtágulási együtthatóval (20 ° C) 7,1 · 10 -5; fajlagos elektromos ellenállás (0 ° C) 4,3 · 10 -8 ohm · m (4,3 x 10 -6 ohm-cm). Nátrium paramágneses, fajlagos mágneses érzékenység + 9,2 × 10 -6; nagyon képlékeny és puha (könnyen vágható késsel).

Kémiai tulajdonságait nátrium. Standardpotenciál a nátrium -2,74; elektród potenciálja -2.4 az olvadékban. Párok Nátrium festett láng a jellegzetes élénksárga színű. Konfiguráció 1 atom 3s külső elektronok; minden ismert vegyületek nátrium-egyvegyértékű. A kémiai aktivitás nagyon magas. Amikor közvetlenül az oxigénnel reakcióba lépve feltételeitől függően képződött oxid vagy peroxid Na2 O Na2 O2 - színtelen, kristályos anyag. Mivel a víz formái nátrium-hidroxid és NaOH és H2; A reakció lehet követni egy robbanás. Ásványi savak képeznek megfelelő nátrium-sók vízben oldódnak, de kapcsolatban 98-100% kénsavat Nátrium viszonylag inert.

Reakció nátrium-hidrogén-kezdődik 200 ° C-on és gyárt hidrid NaH - színtelen, higroszkópos, kristályos, szilárd anyag formájában. A fluor- és klóratom Nátrium közvetlen kölcsönhatásban is normál hőmérsékleten, brómmal - csak hevítve; jóddal közvetlen interakció nem figyelhető meg. Hevesen reagál a kén és a képződő nátrium-szulfid, nátrium-gőz kölcsönhatás nitrogénnel a csendes elektromos kisülés képződéséhez vezet a nitrid Na3 N, és a szén-át 800-900 ° C-on - követelés karbid Na2 C2.

Nátrium folyékony ammóniában oldott 34,6 g (100 g NH3 át 0 ° C-on), így ammónium-komplexek. Amikor ammóniagázt vezetünk át az olvadt nátrium 300-350 ° C-on képződik NaNH2 natriyamin - Színtelen kristályos anyag, könnyen vízzel elbontjuk. Nagyszámú organosodium vegyületek, amelyek kémiailag nagyon hasonlóak a szerves lítium vegyületek, de ezek kiváló reaktivitással rendelkeznek. Organosodium vegyületet alkalmazunk a szerves szintézisekben, mint alkilező szerek.

A nátrium megtalálható számos gyakorlati szempontból fontos ötvözetek. Alloys Na - K, tartalmazó 40-90% K (tömeg) hőmérsékleten körülbelül 25 ° C-on, - ezüst-fehér folyadék jellemzője a magas kémiai aktivitása gyúlékony. Az elektromos vezetőképesség és a hővezető folyadék ötvözetek Na - K alacsonyabb, mint a megfelelő értékek Na és K nátrium-amalgám könnyen bevezetésével kapott fém nátrium higany; ha több, mint 2,5% Na (tömeg) a szokásos hőmérsékleten már szilárd anyagok.

Termelési nátrium. A főbb ipari előállítására szolgáló eljárás Nátrium - olvasztott só elektrolízis NaCl, KCI adalékanyagokat tartalmazó, NaF, CaCl2 és más sók, amelyek csökkentik az olvadáspont 575-585 ° C Elektrolízis tiszta NaCl vezetne nagy veszteségek nátrium lepárlása, mivel olvadáspontja NaCl (801 ° C), és forráspontja Na (882,9 ° C) nagyon közel vannak. Az elektrolízist hajtjuk végre elektrolízis egy membránnal, a katódok vasból vagy rézanód - grafit. Egyidejűleg nátrium-klór kapunk. Régi Eljárás Nátrium - elektrolízisével olvadt nátriumhidroxiddal NaOH, amely lényegesen több, nátrium-klorid, de elektrolitikusan elbontjuk, alacsonyabb hőmérsékleten (320-330 ° C).

Alkalmazása nátrium. Nátrium és ötvözetei széles körben használják, mint hűtőfolyadék a folyamatok igénylő egyenletes hevítést tartományban 450-650 ° C - a szelepek a repülőgép-hajtóművek, és különösen a nukleáris erőművek. Az utóbbi esetben, a folyékony fém hűtőszerek ötvözetek Na - K (mindkét elem alacsony termikus neutron abszorpciós keresztmetszet Na 0,49 istállókban), ezen ötvözetek magas forráspontú, és az együtthatók a hőátadás, és nem lép kölcsönhatásba a szerkezeti anyagok magas hőmérsékleten kifejlesztett az energia atomreaktorok. Vegyület NaPb (10% Na tömeg) gyártásához használt tetraetil - kopogásgátló leghatékonyabb. Az ötvözet az ólom-alapú (0,73% Ca, 0,58% Na, és 0,04% Li), a gyártása során alkalmazott axiális csapágyak vasúti kocsik, nátrium keményedik additív. A kohászati ​​Nátrium szolgál aktív redukálószer előállításánál néhány ritka fém (Ti, Zr, Ta) metallothermy módszerek; in Organic Synthesis - egy redukciós reakció, kondenzációs polimerizációs, és mások.

Mivel a nagy vegyipari tevékenység nátrium kezelésük elővigyázatosságot igényel. Különösen veszélyes, hogy elérje nátrium víz, ami okozhat a tűz és robbanás. A szemek kell védeni a szemüveg, kezek - vastag gumikesztyű; Nátrium érintkezés nedves bőrre vagy a ruházatra súlyos égési sérüléseket okozhat.

A gyógyszer a gyógyszerek Nátrium-szulfát általánosan használt kloridot NaCl (a vérveszteség, folyadék veszteség, hányás és m. P.) -borát, Na2 B4 O7 · 10H2 O (antiszeptikus), hidrogén-karbonát-NaHCO 3 (mint egy köptető, és a mosás és az öblítés a rhinitis, gége- és mások), tioszulfát Na2 S2 O3 · 5H2 O (gyulladáscsökkentő, érzékenységet csökkentő és protivotoksicheskoe jelent) és citrát Na3 C6 H5 O7 · 5½H2 O (előállítására antikoagulánsok csoport).

Mesterségesen előállított radioaktív izotópok 22 Na (felezési T? = 2,64) és a 24 Na (T? = 15 h) arra használjuk, hogy meghatározzuk a vér áramlását bizonyos területein a keringési rendszer cardiovascularis és pulmonális betegségek és más elzáródásos betegség. A radioaktív oldatokat nátrium-sókat (például, 24 NaCl) is használják a meghatározáshoz a vaszkuláris permeabilitás, tanulmányok teljes tartalmát kicserélhető nátrium a szervezetben a víz és a só egyensúlyt a bélből történő felszívódását, idegi aktivitás, folyamatok és néhány más kísérleti vizsgálatok.