Natrium gehört zu den Alkalimetallen. Die Tabelle der chemischen Elemente zeigt es als Atom der dritten Periode und der ersten Gruppe.

Physikalische Eigenschaften

In diesem Abschnitt werden die Eigenschaften von Natrium aus physikalischer Sicht untersucht. Zunächst handelt es sich in reiner Form um einen silbrigen Feststoff mit metallischem Glanz und geringer Härte. Natrium ist so weich, dass es leicht mit einem Messer geschnitten werden kann. Der Schmelzpunkt dieser Substanz ist recht niedrig und beträgt neunundsiebzig Grad Celsius. Auch die Atommasse von Natrium ist klein, wir werden später darüber sprechen. Die Dichte dieses Metalls beträgt 0,97 g/cm 3 .

Chemische Eigenschaften von Natrium

Dieses Element hat eine sehr hohe Aktivität – es kann mit vielen anderen Substanzen schnell und heftig reagieren. Außerdem können Sie anhand der Tabelle der chemischen Elemente einen solchen Wert bestimmen Molmasse– für Natrium sind es 23. Ein Mol ist die Stoffmenge, die 6,02 x 10 hoch 23 Atome (Moleküle, wenn der Stoff komplex ist) enthält. Wenn Sie die Molmasse eines Elements kennen, können Sie bestimmen, wie viel ein bestimmtes Mol einer bestimmten Substanz wiegt. Beispielsweise wiegen zwei Mol Natrium 46 Gramm. Wie oben erwähnt, ist dieses Metall eines der chemisch aktivsten; es ist dementsprechend alkalisch, sein Oxid kann Alkali (starke Basen) bilden.

Wie Oxide entstehen

Alle Stoffe dieser Gruppe, auch Natrium, können durch Verbrennen des Ausgangsmaterials gewonnen werden. Dabei reagiert das Metall mit Sauerstoff, was zur Bildung eines Oxids führt. Wenn wir beispielsweise vier Mol Natrium verbrennen, verbrauchen wir ein Mol Sauerstoff und erhalten zwei Mol Oxid dieses Metalls. Die Formel von Natriumoxid lautet Na 2 O. Die Reaktionsgleichung sieht so aus: 4Na + O 2 = 2Na 2 O. Wenn man der resultierenden Substanz Wasser hinzufügt, entsteht ein Alkali – NaOH.

Wenn wir ein Mol Oxid und ein Mol Wasser nehmen, erhalten wir zwei Mol Base. Hier ist die Gleichung für diese Reaktion: Na 2 O + H 2 O = 2NaOH. Die dabei entstehende Substanz wird auch Natriumhydroxid genannt. Dies liegt an seinen ausgeprägten alkalischen Eigenschaften und seiner hohen chemischen Aktivität. Ätznatrium reagiert wie starke Säuren aktiv mit Salzen schwach aktiver Metalle, organischer Verbindungen usw. Bei der Wechselwirkung mit Salzen kommt es zu einer Austauschreaktion – es entstehen ein neues Salz und eine neue Base. Eine Natriumhydroxidlösung kann leicht Stoffe, Papier, Haut und Nägel zerstören, daher müssen beim Umgang mit ihr Sicherheitsvorschriften beachtet werden. Anwendbar in chemische Industrie als Katalysator, aber auch im Alltag als Mittel zur Beseitigung des Problems verstopfter Rohre.

Reaktionen mit Halogenen

Dabei handelt es sich um einfache Stoffe, die aus chemischen Elementen bestehen, die zur siebten Gruppe des Periodensystems gehören. Ihre Liste umfasst Fluor, Jod, Chlor, Brom. Natrium kann mit allen reagieren und Verbindungen wie Natriumchlorid/Bromid/Iodid/Fluorid bilden. Um die Reaktion durchzuführen, müssen Sie zwei Mol des betreffenden Metalls nehmen und ein Mol Fluor hinzufügen. Als Ergebnis erhalten wir Natriumfluorid in einer Menge von zwei Mol. Dieser Prozess kann als Gleichung geschrieben werden: Na + F 2 = 2NaF. Das von uns gewonnene Natriumfluorid wird unter anderem zur Herstellung von Zahnpasten gegen Karies verwendet Reinigungsmittel für eine Vielzahl von Oberflächen. Ebenso erhält man durch Zugabe von Chlor (Küchensalz), Natriumjodid, das bei der Herstellung von Metallhalogenidlampen verwendet wird, und Natriumbromid, das als verwendet wird Medizin bei Neurosen, Schlaflosigkeit, Hysterie und anderen Erkrankungen des Nervensystems.

Mit anderen einfachen Substanzen

Auch Reaktionen von Natrium mit Phosphor, Schwefel (Schwefel) und Kohlenstoff (Kohlenstoff) sind möglich. Eine solche chemische Wechselwirkung kann nur stattfinden, wenn besondere Bedingungen in Form einer hohen Temperatur geschaffen werden. Es kommt also zu einer Additionsreaktion. Mit seiner Hilfe können Sie Stoffe wie Natriumphosphid, Natriumsulfid, Natriumcarbid gewinnen.

Ein Beispiel ist die Addition von Atomen eines bestimmten Metalls an Phosphoratome. Wenn man drei Mol des betreffenden Metalls und ein Mol der zweiten Komponente nimmt und diese dann erhitzt, erhält man ein Mol Natriumphosphid. Diese Reaktion kann in Form der folgenden Gleichung geschrieben werden: 3Na + P = Na 3 P. Darüber hinaus kann Natrium sowohl mit Stickstoff als auch mit Wasserstoff reagieren. Im ersten Fall entsteht ein Nitrid dieses Metalls, im zweiten Fall ein Hydrid. Beispiele hierfür sind die folgenden Gleichungen: chemische Reaktionen: 6Na + N2 = 2Na 3 N; 2Na + H2 = 2NaH. Die erste Wechselwirkung erfordert eine elektrische Entladung, die zweite erfordert eine hohe Temperatur.

Reaktionen mit Säuren

Die Eigenschaften von Natrium beschränken sich nicht nur auf einfache Eigenschaften. Dieses Metall reagiert auch mit allen Säuren. Durch solche chemischen Wechselwirkungen entsteht auch Wasserstoff. Wenn das jeweilige Metall beispielsweise mit Salzsäure reagiert, entstehen Kochsalz und Wasserstoff, der verdampft. Diese Reaktion kann mit der Reaktionsgleichung ausgedrückt werden: Na + HCl = NaCl + H 2. Diese Art der chemischen Wechselwirkung wird als Substitutionsreaktion bezeichnet. Damit können Sie auch Salze wie Phosphat, Nitrat, Nitrit, Sulfat, Sulfit und Natriumcarbonat gewinnen.

Wechselwirkung mit Salzen

Natrium reagiert mit Salzen aller Metalle außer Kalium und Kalzium (sie sind chemisch aktiver als das betreffende Element). In diesem Fall findet wie im vorherigen Fall eine Substitutionsreaktion statt. Atome des betreffenden Metalls ersetzen Atome eines chemisch schwächeren Metalls. Wenn wir also zwei Mol Natrium und ein Mol Magnesiumnitrat mischen, erhalten wir zwei Mol sowie reines Magnesium – ein Mol. Die Gleichung für diese Reaktion kann wie folgt geschrieben werden: 2Na + Mg(NO 3) 2 = 2NaNO 3 + Mg. Nach dem gleichen Prinzip können viele weitere Natriumsalze gewonnen werden. Mit dieser Methode lassen sich auch Metalle aus ihren Salzen gewinnen.

Was passiert, wenn man dem Natrium Wasser hinzufügt?

Dies ist vielleicht eine der am häufigsten vorkommenden Substanzen auf dem Planeten. Und das jeweilige Metall ist auch zur chemischen Wechselwirkung mit ihm fähig. In diesem Fall entsteht das oben bereits besprochene Natronlauge bzw. Natriumhydroxid.

Um eine solche Reaktion durchzuführen, müssen Sie zwei Mol Natrium nehmen und Wasser hinzufügen, ebenfalls in einer Menge von zwei Mol. Als Ergebnis erhalten wir zwei Mol Hydroxid und ein Mol Wasserstoff, die in freigesetzt werden die Form eines Gases mit stechendem Geruch.

Natrium und seine Auswirkungen auf Organismen

Nachdem wir dieses Metall aus chemischer Sicht untersucht haben, kommen wir nun zu der Art von Metall biologische Eigenschaften Natrium Es ist eines der wichtigen Mikroelemente. Erstens ist es einer der Bestandteile der tierischen Zelle. Hier erfüllt es wichtige Funktionen: Zusammen mit Kalium unterstützt und beteiligt es sich an der Bildung und Ausbreitung von Nervenimpulsen zwischen Zellen und ist ein notwendiges chemisches Element für osmotische Prozesse (die beispielsweise für die Funktion von Nierenzellen notwendig sind). Darüber hinaus ist Natrium für den Wasser-Salz-Haushalt der Zelle verantwortlich. Ohne dieses chemische Element ist auch der für die Funktion des Gehirns so notwendige Transport von Glukose durch das Blut nicht möglich. Dieses Metall ist auch am Prozess der Muskelkontraktion beteiligt.

Dieses Mikroelement wird nicht nur von Tieren benötigt – auch im Pflanzenkörper erfüllt Natrium wichtige Funktionen: Es ist am Prozess der Photosynthese beteiligt, hilft beim Transport von Kohlenhydraten und ist auch für den Durchgang organischer und organischer Stoffe notwendig anorganische Stoffe durch Membranen.

Überschuss und Mangel an Natrium

Übermäßiger Salzkonsum über einen längeren Zeitraum kann zu einem erhöhten Spiegel dieses chemischen Elements im Körper führen. Zu den Symptomen eines Natriumüberschusses können eine erhöhte Körpertemperatur, Schwellungen, eine erhöhte nervöse Erregbarkeit und eine eingeschränkte Nierenfunktion gehören. Wenn solche Symptome auftreten, müssen Sie Speisesalz und Lebensmittel, die viel dieses Metalls enthalten, aus Ihrer Ernährung streichen (die Liste finden Sie unten) und dann sofort einen Arzt aufsuchen. Ein verringerter Natriumgehalt im Körper führt außerdem zu unangenehmen Symptomen und Funktionsstörungen der Organe. Dieses chemische Element kann bei längerem Gebrauch von Diuretika oder beim Trinken von nur gereinigtem (destilliertem) Wasser ausgewaschen werden, was zu vermehrtem Schwitzen und Dehydrierung des Körpers führt. Symptome eines Natriummangels sind Durst, trockene Haut und Schleimhäute, Erbrechen und Übelkeit, Appetitlosigkeit, Bewusstseinsstörungen und Apathie, Tachykardie und das Aufhören der ordnungsgemäßen Nierenfunktion.

Lebensmittel mit hohem Natriumgehalt

Um einen zu hohen oder zu niedrigen Gehalt des betreffenden chemischen Elements im Körper zu vermeiden, müssen Sie wissen, in welchem ​​Lebensmittel es am meisten enthalten ist. Dabei handelt es sich zunächst einmal um das oben bereits erwähnte Kochsalz. Es besteht zu vierzig Prozent aus Natrium. Es könnte auch sein Meersalz. Darüber hinaus kommt dieses Metall in Sojabohnen und Sojasauce vor. In Meeresfrüchten sind große Mengen Natrium enthalten. Dies sind Algen, die meisten Fischarten, Garnelen, Tintenfische, Krabbenfleisch, Kaviar, Krebse usw. Der Natriumgehalt in ihnen ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass diese Organismen in einer salzigen Umgebung mit einer hohen Konzentration an Salzen verschiedener wichtiger Metalle leben für die normale Funktion des Körpers.

Verwendung dieses Metalls und einiger seiner Verbindungen

Der Einsatz von Natrium in der Industrie ist sehr vielseitig. Dieser Stoff wird vor allem in der chemischen Industrie eingesetzt. Hier ist es notwendig, Stoffe wie das Hydroxid des jeweiligen Metalls, dessen Fluorid, Sulfate und Nitrate zu gewinnen. Darüber hinaus wird es als starkes Reduktionsmittel zur Trennung reiner Metalle von ihren Salzen eingesetzt. Für solche Zwecke gibt es ein spezielles technisches Natrium. Seine Eigenschaften sind in GOST 3273-75 aufgezeichnet. Aufgrund der oben erwähnten stark reduzierenden Eigenschaften wird Natrium häufig in der Metallurgie verwendet.

Dieses chemische Element findet auch in der pharmazeutischen Industrie Verwendung, wo es am häufigsten zur Gewinnung seines Bromids benötigt wird, das einer der Hauptbestandteile vieler Beruhigungsmittel und Antidepressiva ist. Darüber hinaus kann Natrium bei der Herstellung von Gasentladungslampen verwendet werden – diese sind Quellen für hellgelbes Licht. Eine chemische Verbindung wie Natriumchlorat (NaClO 3) zerstört junge Pflanzen und wird daher verwendet, um sie von Bahngleisen zu entfernen, um ein Überwachsen zu verhindern. Natriumcyanid wird häufig im Goldbergbau eingesetzt. Mit seiner Hilfe wird dieses Metall aus Gesteinen gewonnen.

Wie bekommt man Natrium?

Die gebräuchlichste Methode ist die Reaktion des Carbonats des betreffenden Metalls mit Kohlenstoff. Dazu ist es notwendig, die beiden genannten Stoffe auf eine Temperatur von etwa tausend Grad Celsius zu erhitzen. Dadurch entstehen zwei chemische Verbindungen: Natrium und Dämpfe. Wenn ein Mol Natriumcarbonat mit zwei Mol Kohlenstoff reagiert, entstehen zwei Mol des gewünschten Metalls und drei Mol Kohlenmonoxid. Die Gleichung für die obige Reaktion kann wie folgt geschrieben werden: NaCO 3 + 2C = 2Na + 3CO. Auf ähnliche Weise kann dieses chemische Element aus seinen anderen Verbindungen gewonnen werden.

Qualitative Reaktionen

Das Vorhandensein von Natrium+ kann wie bei allen anderen Kationen oder Anionen durch spezielle chemische Manipulationen festgestellt werden. Eine qualitative Reaktion auf Natriumionen ist die Verbrennung – wenn sie vorhanden sind, verfärbt sich die Flamme gelb.

Wo kommt das betreffende chemische Element in der Natur vor?

Erstens ist es, wie bereits erwähnt, einer der Bestandteile sowohl tierischer als auch pflanzlicher Zellen. Seine hohe Konzentration wird auch in beobachtet Meerwasser. Darüber hinaus ist Natrium Bestandteil einiger Mineralstoffe. Dies ist zum Beispiel Sylvinit, seine Formel ist NaCl. KCl sowie Carnallit, dessen Formel KCl.MgCl 2 .6H 2 O ist. Der erste von ihnen hat eine heterogene Struktur mit abwechselnden mehrfarbigen Teilen; seine Farbe kann Orange, Rosa, Blau und Rot umfassen. Dieses Mineral ist vollständig wasserlöslich. Carnallit kann je nach Entstehungsort und Verunreinigungen auch unterschiedliche Farben aufweisen. Es kann rot, gelb, weiß, hellblau und auch transparent sein. Es hat einen schwachen Glanz und Lichtstrahlen werden darin stark gebrochen. Diese beiden Mineralien dienen als Rohstoffe für die Herstellung der Metalle, aus denen sie bestehen: Natrium, Kalium, Magnesium.

Wissenschaftler glauben, dass das Metall, das wir in diesem Artikel untersucht haben, eines der am häufigsten vorkommenden Metalle in der Natur ist, da es zweieinhalb Prozent in der Erdkruste ausmacht.

Natrium (lateinisch Natrium, symbolisiert Na) ist ein Element mit der Ordnungszahl 11 und dem Atomgewicht 22,98977. Es ist ein Element der Hauptuntergruppe der ersten Gruppe, der dritten Periode des Periodensystems der chemischen Elemente von Dmitri Iwanowitsch Mendelejew. Der einfache Stoff Natrium ist ein weiches, schmelzbares (Schmelze 97,86 °C), duktiles, leichtes (Dichte 0,968 g/cm3) Alkalimetall von silberweißer Farbe.

Natürliches Natrium besteht nur aus einem Isotop mit der Massenzahl 23. Insgesamt sind derzeit 15 Isotope und 2 Kernisomere bekannt. Die meisten künstlich hergestellten radioaktiven Isotope haben eine Halbwertszeit von weniger als einer Minute. Nur zwei Isotope haben eine relativ lange Halbwertszeit: das Positronen emittierende 22Na mit einer Halbwertszeit von 2,6 Jahren, das als Positronenquelle und in verwendet wird wissenschaftliche Forschung und 24Na mit einer Halbwertszeit von 15 Stunden, die in der Medizin zur Diagnose und Behandlung einiger Formen von Leukämie eingesetzt werden.

Natrium ist in Form verschiedener Verbindungen seit der Antike bekannt. Natriumchlorid (NaCl) oder Speisesalz- eine der wichtigsten lebenswichtigen Verbindungen, man geht davon aus, dass sie dem Menschen im Neolithikum bekannt wurde, das heißt, es stellt sich heraus, dass die Menschheit seit mehr als sechstausend Jahren Natriumchlorid verwendet! IN Altes Testament Es gibt einen Hinweis auf einen Stoff namens „Neter“, der als Waschmittel verwendet wurde. Höchstwahrscheinlich handelt es sich um Soda, Natriumcarbonat, das im Wasser von Salzseen in Ägypten vorkommt.

Bereits im 18. Jahrhundert kannten Chemiker eine Vielzahl von Natriumverbindungen, die in der Medizin und in der Textilindustrie (zum Färben von Stoffen und zum Gerben von Leder) weit verbreitet waren. Metallisches Natrium wurde jedoch erst 1807 vom englischen Chemiker Humphry Davy gewonnen.

Die wichtigsten Anwendungen von Natrium sind Kernenergie, Metallurgie, organische Syntheseindustrie. In der Kernenergie werden Natrium und seine Legierung mit Kalium als flüssige Metallkühlmittel verwendet. In der Metallurgie werden eine Reihe von Refraktärmetallen nach der Natriummetallmethode gewonnen; durch Reduktion von KOH mit Natrium wird Kalium isoliert. Darüber hinaus wird Natrium als Zusatz zur Verstärkung von Bleilegierungen verwendet. In der organischen Syntheseindustrie wird Natrium zur Herstellung vieler Stoffe verwendet. Natrium fungiert als Katalysator bei der Herstellung einiger organischer Polymere. Wichtige Verbindungen Natrium – Natriumoxid Na2O, Natriumperoxid Na2O2 und Natriumhydroxid NaOH. Natriumperoxid wird zum Bleichen von Textilien und zur Luftregeneration in isolierten Räumen verwendet. Natriumhydroxid ist eines der wichtigsten Produkte der chemischen Grundstoffindustrie. Es wird in riesigen Mengen zur Reinigung von Erdölprodukten verbraucht. Darüber hinaus wird Natriumhydroxid häufig in der Seifen-, Papier-, Textil- und anderen Industrie sowie bei der Herstellung von Kunstfasern verwendet.

Natrium ist eines der wichtigsten Elemente im Mineralstoffwechsel von Tieren und Menschen. Im menschlichen Körper kommt Natrium in Form löslicher Salze (Chlorid, Phosphat, Bicarbonat) hauptsächlich in extrazellulären Flüssigkeiten vor – Blutplasma, Lymphe, Verdauungssäfte. Der osmotische Druck des Blutplasmas wird konstant gehalten erforderliches Niveau, hauptsächlich aufgrund von Natriumchlorid.

Zu den Symptomen eines Natriummangels zählen Gewichtsverlust, Erbrechen, Gasbildung im Magen-Darm-Trakt und eine beeinträchtigte Aufnahme von Aminosäuren und Monosacchariden. Ein langfristiger Mangel führt zu Muskelkrämpfen und Neuralgien. Überschüssiges Natrium führt zu Schwellungen der Beine und des Gesichts sowie zu einer erhöhten Kaliumausscheidung im Urin.

Biologische Eigenschaften

Natrium gehört zur Gruppe der Makroelemente, die mit Mikroelementen zusammenarbeiten wichtige Rolle im Mineralstoffwechsel von Tier und Mensch. Makroelemente sind im Körper in erheblichen Mengen enthalten, durchschnittlich 0,1 bis 0,9 % des Körpergewichts. Der Natriumgehalt im Körper eines Erwachsenen beträgt 55-60 g pro 70 kg Gewicht. Element Nummer elf kommt hauptsächlich in extrazellulären Flüssigkeiten vor: im Blut – 160–240 mg, im Plasma – 300–350 mg, in Erythrozyten – 50–130 mg. Knochengewebe enthält bis zu 180 mg Natrium, der Zahnschmelz ist viel reicher an diesem Makroelement - 250 mg. Konzentriert sich auf bis zu 250 mg Natrium in der Lunge und 185 mg Natrium im Herzen. Muskelgewebe enthält etwa 75 mg Natrium.

Die Hauptfunktion von Natrium im Körper von Menschen, Tieren und sogar Pflanzen besteht darin, das Wasser-Salz-Gleichgewicht in den Zellen aufrechtzuerhalten, den osmotischen Druck und das Säure-Basen-Gleichgewicht zu regulieren. Aus diesem Grund ist der Natriumgehalt in Pflanzenzellen recht hoch (ca. 0,01 % des Feuchtgewichts); Natrium erzeugt einen hohen osmotischen Druck im Zellsaft und trägt so zur Wasserentnahme aus dem Boden bei. Im menschlichen und tierischen Körper ist Natrium für die Normalisierung der neuromuskulären Aktivität verantwortlich (beteiligt sich an der normalen Weiterleitung von Nervenimpulsen) und erhält das Notwendige Mineralien im Blut in gelöstem Zustand. Im Allgemeinen ist die Rolle von Natrium bei der Regulierung des Stoffwechsels viel umfassender, da dieses Element für notwendig ist normale Höhe und der Zustand des Körpers. Natrium spielt die Rolle eines „Kuriers“ und transportiert verschiedene Substanzen zu jeder Zelle, beispielsweise Blutzucker. Es verhindert das Auftreten von Hitze oder Sonnenstich und hat zudem eine ausgeprägte gefäßerweiternde Wirkung.

Natrium interagiert aktiv mit anderen Elementen und verhindert so zusammen mit Chlor das Austreten von Flüssigkeit aus Blutgefäßen in angrenzende Gewebe. Der wichtigste „Partner“ von Natrium ist jedoch Kalium, mit dem es die meisten der oben genannten Funktionen erfüllt. Die optimale Tagesdosis Natrium liegt für Kinder bei 600 bis 1.700 Milligramm, für Erwachsene bei 1.200 bis 2.300 Milligramm. In Speisesalzäquivalent (der beliebtesten und zugänglichsten Natriumquelle) entspricht dies 3-6 Gramm pro Tag (100 Gramm Speisesalz enthalten 40 Gramm Natrium). Der tägliche Natriumbedarf hängt hauptsächlich von der Menge der durch Schweiß verlorenen Salze ab und kann bis zu 10 Gramm NaCl betragen. Natrium kommt in fast allen Lebensmitteln vor (in erheblichen Mengen in Roggenbrot, Hühnereier, Hartkäse, Rindfleisch und Milch), das meiste davon erhält der Körper jedoch über Speisesalz. Die Aufnahme des elften Elements erfolgt hauptsächlich im Magen und Dünndarm; Vitamin D fördert eine bessere Aufnahme von Natrium. Gleichzeitig können eiweißreiche und besonders salzige Lebensmittel zu Aufnahmeschwierigkeiten führen. Die Konzentration der Natriumionen im Körper wird hauptsächlich durch das Hormon der Nebennierenrinde – Aldosteron – reguliert. Die Nieren halten Natrium zurück oder geben es frei, je nachdem, ob eine Person Natrium missbraucht oder nicht ausreichend erhält. Aus diesem Grund unter normal äußere Bedingungen und eine ordnungsgemäße Nierenfunktion kann weder zu einem Mangel noch zu einem Überschuss an Natrium führen. Bei einigen vegetarischen Ernährungsformen kann es zu einem Mangel an diesem Element kommen. Darüber hinaus erleiden Menschen in schweren körperlichen Berufen und Sportler starke Natriumverluste durch Schweiß. Auch bei verschiedenen Vergiftungen ist ein Natriummangel möglich, begleitet von starkem Schwitzen, Erbrechen und Durchfall. Ein solches Ungleichgewicht lässt sich jedoch leicht korrigieren Mineralwasser, mit dem der Körper nicht nur Natrium, sondern auch eine gewisse Menge anderer Mineralsalze (Kalium, Chlor und Lithium) erhält.

Bei einem Mangel an Natrium (Hyponatriämie) treten Symptome wie Appetitlosigkeit, verminderter Geschmackssinn, Magenkrämpfe, Übelkeit, Erbrechen, Blähungen und als Folge davon ein starker Gewichtsverlust auf. Ein längerfristiger Mangel führt zu Muskelkrämpfen und Neuralgien: Beim Gehen kann es zu Gleichgewichtsschwierigkeiten, Schwindel und Müdigkeit sowie zu einem Schockzustand kommen. Zu den Symptomen eines Natriummangels gehören auch Gedächtnisprobleme, plötzliche Stimmungsschwankungen und Depressionen.

Ein Überschuss an Natrium führt zu Wassereinlagerungen im Körper, was zu einer Erhöhung der Blutdichte und damit zu einem Anstieg des Blutdrucks (Hypertonie), Ödemen und Gefäßerkrankungen führt. Darüber hinaus führt überschüssiges Natrium zu einer erhöhten Kaliumausscheidung im Urin. Maximale Menge Salz, das von den Nieren verarbeitet werden kann, beträgt etwa 20-30 Gramm, mehr schon lebensgefährlich!

In der Medizin werden zahlreiche Natriumpräparate verwendet, am häufigsten werden Natriumsulfat und Chlorid (bei Blutverlust, Flüssigkeitsverlust, Erbrechen) verwendet; Thiosulfat Na2S2O3∙5H2O (entzündungshemmendes und antitoxisches Mittel); Borat Na2B4O7∙10H2O (antiseptisch); Bicarbonat NaHCO3 (als schleimlösend sowie zum Waschen und Spülen bei Rhinitis, Laryngitis).

Schon damals war Speisesalz bekannt, ein unersetzliches und wertvolles Gewürz für Speisen Antike. Heutzutage Natriumchlorid billiges Produkt Zusammen mit Kohle, Kalkstein und Schwefel gehört es zu den sogenannten „Big Four“ mineralischen Rohstoffen und ist der wichtigste für die chemische Industrie. Aber es gab Zeiten, in denen Salz den gleichen Preis hatte wie Gold. So zum Beispiel in antikes Rom Legionäre wurden oft nicht mit Geld, sondern mit Salz bezahlt, daher das Wort Soldat. IN Kiewer Rus Salz wurde aus der Karpatenregion sowie aus Salzseen und Flussmündungen des Schwarzen und des Schwarzen Flusses geliefert Asowsche Meere. Seine Gewinnung und Lieferung waren so kostspielig, dass es bei feierlichen Festen nur auf den Tischen adliger Gäste serviert wurde, während andere „schlürfend“ weggingen. Auch nach der Annexion des Astrachan-Königreichs mit seinen salzhaltigen Seen der Kaspischen Region an die Rus sank der Salzpreis nicht, was zu Unmut unter den ärmsten Bevölkerungsschichten führte, der sich zu einem Aufstand, der sog Salzaufstand (1648). Peter I. führte 1711 ein Monopol auf den Salzhandel ein, da das ausschließliche Recht des Staates, Salz zu handeln, bis 1862 galt. Noch erhalten alte Tradition Gäste mit „Brot und Salz“ zu begrüßen, was bedeutete, die wertvollsten Dinge im Haus zu teilen.

Jeder kennt den Ausdruck: „Um einen Menschen zu kennen, muss man mit ihm ein Pfund Salz essen“, aber nur wenige Menschen haben über die Bedeutung dieses Satzes nachgedacht. Es wird geschätzt, dass ein Mensch bis zu 8 Kilogramm Natriumchlorid pro Jahr zu sich nimmt. Es stellt sich heraus, dass Schlagwort, impliziert nur ein Jahr – schließlich kann in diesem Zeitraum ein Pfund Salz (16 kg) von zwei Personen gegessen werden.

Die elektrische Leitfähigkeit von Natrium ist dreimal niedriger als die elektrische Leitfähigkeit von Kupfer. Allerdings ist Natrium neunmal leichter, sodass sich herausstellte, dass Natriumdrähte, wenn es sie gäbe, weniger kosten würden als Kupferdrähte. Es gibt zwar mit Natrium gefüllte Stromschienen aus Stahl, die für hohe Ströme ausgelegt sind.

Es wird geschätzt, dass Steinsalz in einer Menge, die dem Natriumchloridgehalt im Weltmeer entspricht, ein Volumen von 19 Millionen Kubikmetern einnehmen würde. km (50 % mehr als das Gesamtvolumen des nordamerikanischen Kontinents über dem Meeresspiegel). Ein Prisma dieses Volumens mit einer Grundfläche von 1 km2 kann den Mond 47 Mal erreichen! Aus Meerwasser gewonnenes Salz könnte die gesamte Landmasse bedecken Globus Schicht von 130 m! Mittlerweile hat die Gesamtproduktion von Natriumchlorid aus Meerwasser 6-7 Millionen Tonnen pro Jahr erreicht, was etwa einem Drittel der gesamten Weltproduktion entspricht.

Wenn Natriumperoxid mit Kohlendioxid reagiert, kommt es zu einem Prozess, der das Gegenteil der Atmung ist:

2Na2O2 + 2CO2 → 2Na2CO3 + O2

Bei der Reaktion wird Kohlendioxid gebunden und Sauerstoff freigesetzt. Diese Reaktion wurde bei U-Booten zur Luftregeneration eingesetzt.

Eine interessante Tatsache wurde von kanadischen Wissenschaftlern festgestellt. Sie fanden heraus, dass Natrium bei Menschen, die aufbrausend und reizbar sind, schnell aus dem Körper ausgeschieden wird. Bei ruhigen und freundlichen Menschen, aber auch bei denen, die Erfahrung haben positive Emotionen Beispielsweise wird dieser Stoff von Liebhabern gut aufgenommen.

Mit Hilfe von Natrium wurde am 3. Januar 1959 in einer Entfernung von 113.000 km von der Erde ein künstlicher Komet geschaffen, indem Natriumdampf von einem sowjetischen Raumschiff, das auf den Mond zuflog, in den Weltraum geschleudert wurde. Das helle Leuchten des Natriumkometen ermöglichte es, die Flugbahn des ersten zu klären Flugzeug, die entlang der Erde-Mond-Route verlief.

Zu den Quellen, die große Mengen Natrium enthalten, gehören: raffiniertes Meersalz, hochwertige Sojasaucen, verschiedene Salzlaken, Sauerkraut, Fleischbrühen. Das elfte Element ist in geringen Mengen vorhanden Algen, Austern, Krabben, frische Karotten und Rüben, Chicorée, Sellerie und Löwenzahn.

Geschichte

Natürliche Natriumverbindungen – Speisesalz NaCl und Soda Na2CO3 – sind dem Menschen seit der Antike bekannt. Die alten Ägypter verwendeten natürliches Soda, das aus dem Wasser von Soda-Seen gewonnen wurde, zum Einbalsamieren, Bleichen von Leinwand, zum Kochen von Speisen sowie zur Herstellung von Farben und Glasuren. Die Ägypter nannten diese Verbindung Neter, dieser Begriff galt jedoch nicht nur für natürliches Soda, sondern auch für Alkali im Allgemeinen, einschließlich solcher, die aus Pflanzenasche gewonnen wurden. Auch spätere griechische (Aristoteles, Dioskurides) und römische (Plutarch) Quellen erwähnen diesen Stoff, allerdings bereits unter dem Namen „Nitron“. Der antike römische Historiker Plinius der Ältere schrieb, dass im Nildelta Soda (er nennt es „Nitrum“) aus Flusswasser isoliert und in Form großer Stücke verkauft wurde. Da es eine große Menge an Verunreinigungen, vor allem Kohle, enthielt, hatte dieses Soda eine graue und manchmal sogar schwarze Farbe. Der Begriff „Natron“ taucht in der arabischen mittelalterlichen Literatur auf, von wo aus er im 17.-18. Jahrhundert nach und nach verwendet wurde. Es entsteht der Begriff „Natra“, also die Grundlage, aus der Speisesalz gewonnen werden kann. Von „Natra“ stammt der moderne Name des Elements.

Die moderne Abkürzung „Na“ und das lateinische Wort „Natrium“ wurden erstmals 1811 vom Akademiker und Gründer der Schwedischen Ärztegesellschaft Jens Jakob Berzelius zur Bezeichnung natürlicher Mineralsalze, zu denen auch Soda gehörte, verwendet. Dieser neue Begriff ersetzte den ursprünglichen Namen „Natrium“, den der englische Chemiker Humphry Davy dem Metall gab, der als erster metallisches Natrium gewann. Es wird angenommen, dass sich Davy vom lateinischen Namen für Soda – „Soda“ – leiten ließ, obwohl es auch eine andere Annahme gibt: in Arabisch Es gibt ein Wort „suda“, das bedeutet Kopfschmerzen, in der Antike wurde diese Krankheit mit Soda behandelt. Es ist erwähnenswert, dass dies in einer Reihe von Ländern der Fall ist Westeuropa(Großbritannien, Frankreich, Italien) sowie in den Vereinigten Staaten von Amerika wird Natrium als Natrium bezeichnet.

Obwohl Natriumverbindungen schon seit langem bekannt sind, gelang es dem englischen Chemiker Humphry Davy erst 1807, das Metall in reiner Form durch Elektrolyse von leicht angefeuchteter fester Natronlauge mit NaOH zu gewinnen. Tatsache ist, dass Natrium aufgrund der hohen Aktivität des Metalls nicht mit herkömmlichen chemischen Methoden gewonnen werden konnte, aber Davys Methode war dem wissenschaftlichen Denken voraus technische Entwicklungen dieser Zeit. IN Anfang des 19. Jahrhunderts Jahrhunderte lang war die einzig wirklich anwendbare und geeignete Stromquelle eine Voltaiksäule. Der von Davy verwendete hatte 250 Paar Kupfer- und Zinkplatten. Der von D.I. beschriebene Prozess Mendeleev war in einem seiner Werke äußerst komplex und energieintensiv: „Indem er ein Stück nasse (aus Kupfer oder Kohle) Natronlauge mit dem Pluspol (aus Kupfer oder Kohle) verband und darin eine Aussparung aushöhlte, in die hinein Als Quecksilber gegossen und an den Minuspol (Kathode) einer starken Voltaiksäule angeschlossen wurde, bemerkte Davy, dass sich im Quecksilber beim Durchleiten eines Stroms ein spezielles Metall auflöst, das weniger flüchtig als Quecksilber ist und in der Lage ist, Wasser zu zersetzen und wieder Ätzmittel zu bilden Soda." Aufgrund seiner hohen Energieintensität wurde die alkalische Methode erst Ende des 19. Jahrhunderts industrialisiert – mit dem Aufkommen fortschrittlicherer Energiequellen, und 1924 veränderte der amerikanische Ingenieur G. Downs den Prozess der elektrolytischen Herstellung von Natrium grundlegend. Alkali durch viel billigeres Speisesalz ersetzen.

Ein Jahr nach Davys Entdeckung gewannen Joseph Gay-Lussac und Louis Thénard Natrium nicht durch Elektrolyse, sondern durch Reaktion von Natronlauge mit auf Rotglut erhitztem Eisen. Noch später entwickelte Sainte-Clair Deville eine Methode, mit der Natrium durch Reduktion von Soda mit Kohle in Gegenwart von Kalkstein gewonnen wurde.

In der Natur sein

Natrium ist eines der am häufigsten vorkommenden Elemente – das sechstgrößte in der Natur (von den Nichtmetallen ist nur Sauerstoff häufiger – 49,5 % und Silizium – 25,3 %) und das viertgrößte unter den Metallen (nur Eisen ist häufiger – 5,08 %). Aluminium – 7,5 % und Kalzium – 3,39 %). Sein Clarke-Gehalt (durchschnittlicher Gehalt in der Erdkruste) liegt nach verschiedenen Schätzungen zwischen 2,27 Masse-% und 2,64 Masse-%. Der größte Teil dieses Elements kommt in verschiedenen Alumosilikaten vor. Natrium ist ein typisches Element der oberen Erdkruste; dies lässt sich leicht am Metallgehalt verschiedener Gesteine ​​erkennen. So liegt die höchste Natriumkonzentration mit 2,77 Gew.-% in sauren magmatischen Gesteinen (Granite und eine Reihe anderer) vor, in basischen Gesteinen (Basalte und dergleichen) liegt der durchschnittliche Gehalt des elften Elements bereits bei 1,94 Gew.-% . Ultramafische Mantelgesteine ​​haben mit nur 0,57 % den niedrigsten Natriumgehalt. Sedimentgesteine ​​(Ton und Schiefer) enthalten ebenfalls wenig Natrium – 0,66 Gew.-%; die meisten Böden sind nicht reich an Natrium – der durchschnittliche Gehalt liegt bei etwa 0,63 %.

Aufgrund seiner hohen chemischen Aktivität kommt Natrium in der Natur ausschließlich in Form von Salzen vor. Gesamtzahl Es sind mehr als zweihundert Natriummineralien bekannt. Allerdings gelten nicht alle als die wichtigsten, die die Hauptquellen für die Herstellung dieses Alkalimetalls und seiner Verbindungen sind. Erwähnenswert sind Halit (Steinsalz) NaCl, Mirabilit (Glaubersalz) Na2SO4 10H2O, chilenischer Salpeter NaNO3, Kryolith Na3, Tincal (Borax) Na2B4O7∙10H2O, Trona NaHCO3∙Na2CO3∙2H2O, Thenardit Na2SO4 sowie natürliche Silikate. wie Albit-Na, Nephelin-Na, die neben Natrium noch andere Elemente enthalten. Durch den Isomorphismus von Na+ und Ca2+, der auf die Nähe ihrer Ionenradien zurückzuführen ist, entstehen in magmatischen Gesteinen Natrium-Kalzium-Feldspäte (Plagioklase).

Natrium ist das wichtigste metallische Element im Meerwasser; Schätzungen zufolge enthalten die Gewässer des Weltozeans 1,5 1016 Tonnen Natriumsalze (die durchschnittliche Konzentration löslicher Salze im Wasser des Weltozeans beträgt etwa 35 ppm, was 3,5 % entspricht). nach Gewicht beträgt der Anteil an Natrium 1,07 %. Eine solch hohe Konzentration ist auf den sogenannten Natriumkreislauf in der Natur zurückzuführen. Tatsache ist, dass dieses Alkalimetall auf den Kontinenten eher schwach zurückgehalten wird und über das Flusswasser aktiv in die Meere und Ozeane transportiert wird. Bei der Verdunstung lagern sich Natriumsalze in küstennahen Meereslagunen sowie in kontinentalen Seen von Steppen und Wüsten ab und bilden Schichten aus salzhaltigen Gesteinen. Durch die Verdunstung alter Meere gibt es auf allen Kontinenten ähnliche Vorkommen von Natriumsalzen in relativ reiner Form. Diese Prozesse finden auch in unserer Zeit weiterhin statt; Beispiele hierfür sind Salt Lake in Utah (USA), Baskunchak (Russland, Bezirk Akhtubinsky) und Salzseen Altai-Territorium(Russland) sowie das Tote Meer und andere ähnliche Orte.

Steinsalz bildet riesige unterirdische Lagerstätten (oft Hunderte von Metern dick), die mehr als 90 % NaCl enthalten. Eine typische Salzlagerstätte in Cheshire (die Hauptquelle von Natriumchlorid in Großbritannien) erstreckt sich über eine Fläche von 60 mal 24 km und weist eine Salzschicht von etwa 400 m Dicke auf. Allein diese Lagerstätte hat einen geschätzten Wert von mehr als 1011 Tonnen.

Darüber hinaus ist Natrium ein wichtiges Bioelement; es kommt in lebenden Organismen in relativ großen Mengen vor (durchschnittlich 0,02 %, hauptsächlich in Form von NaCl), und bei Tieren ist es größer als bei Pflanzen. Das Vorkommen von Natrium wurde in der Sonnenatmosphäre und im interstellaren Raum nachgewiesen. In den oberen Schichten der Atmosphäre (in einer Höhe von etwa 80 Kilometern) wurde eine Schicht aus atomarem Natrium entdeckt. Tatsache ist, dass es in einer solchen Höhe fast keinen Sauerstoff, keinen Wasserdampf und keine anderen Substanzen gibt, mit denen Natrium interagieren könnte.

Anwendung

Natriummetall und seine Verbindungen werden in verschiedenen Branchen häufig verwendet. Aufgrund seiner hohen Reaktivität wird dieses Alkalimetall in der Metallurgie als Reduktionsmittel zur Herstellung von Metallen wie Niob, Titan, Hafnium und Zirkonium durch Metallothermie verwendet. Bereits in der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts wurde Natrium zur Isolierung von Aluminium (aus Aluminiumchlorid) verwendet; auch heute noch werden das elfte Element und seine Salze als Modifikator bei der Herstellung bestimmter Arten von Aluminiumgusslegierungen verwendet. Natrium wird auch in einer Bleilegierung (0,58 % Na) verwendet, die bei der Herstellung von Achslagern für Eisenbahnwaggons verwendet wird; das Alkalimetall in dieser Legierung ist ein Verstärkungselement. Natrium und seine Legierungen mit Kalium sind flüssige Kühlmittel in Kernreaktoren – schließlich haben beide Elemente kleine Absorptionsquerschnitte für thermische Neutronen (für Na 0,49 Barn). Darüber hinaus haben diese Legierungen hohe Siedepunkte und Wärmeübergangskoeffizienten und interagieren nicht mit Baumaterialien bei hohen Temperaturen, die in Kernreaktoren entstehen, ohne den Ablauf der Kettenreaktion zu beeinflussen.

Doch nicht nur die Kernenergie nutzt Natrium als Wärmeträger – Element Nr. 11 wird häufig als Kühlmittel für Prozesse verwendet, die eine gleichmäßige Erwärmung im Temperaturbereich von 450 bis 650 °C erfordern – in Ventilen von Flugzeugtriebwerken, in LKW Auslassventile, in Spritzgussmaschinen. Die Legierung aus Natrium, Kalium und Cäsium (Na 12 %, K 47 %, Cs 41 %) hat einen rekordniedrigen Schmelzpunkt (nur 78 °C) und wurde daher als Arbeitsflüssigkeit für ionische Anwendungen vorgeschlagen Raketentriebwerke. In der chemischen Industrie wird Natrium zur Herstellung von Cyanidsalzen, synthetischen Waschmitteln (Detergeniden) und Arzneimitteln verwendet. Bei der Herstellung von Kunstkautschuk spielt Natrium die Rolle eines Katalysators, der Butadienmoleküle zu einem Produkt verbindet, dessen Eigenschaften nicht minderwertig sind die besten Sorten Naturkautschuk. Die NaPb-Verbindung (10 Gew.-% Na) wird bei der Herstellung von Tetraethylblei verwendet – dem wirksamsten Antiklopfmittel. Natriumdampf wird zum Befüllen von Hoch- und Tiefgasentladungslampen verwendet. Niederdruck(NLVD und NLND). Eine Natriumlampe ist mit Neon gefüllt und enthält eine kleine Menge Natriummetall; wenn eine solche Lampe eingeschaltet wird, beginnt die Entladung in Neon. Durch die bei der Entladung freigesetzte Wärme verdampft das Natrium und nach einiger Zeit wird das rote Leuchten von Neon durch das gelbe Leuchten von Natrium ersetzt. Natriumlampen sind leistungsstarke Lichtquellen mit hoher Effizienz (unter Laborbedingungen bis zu 70 %). Die hohe Effizienz von Natriumdampflampen hat es ermöglicht, sie zur Beleuchtung von Autobahnen, Bahnhöfen, Yachthäfen und anderen Großobjekten einzusetzen. Daher werden NLVD-Lampen vom Typ DNaT (Arc Sodium Tubular), die helles gelbes Licht erzeugen, sehr häufig in der Straßenbeleuchtung eingesetzt. Die Lebensdauer solcher Lampen beträgt 12-24.000 Stunden. Darüber hinaus gibt es die Lampen DNaS, DNaMT (Arc Sodium Matte), DNaZ (Arc Sodium Mirror) und DNaTBR (Arc Sodium Tubular Without Mercury). Natrium wird bei der Herstellung sehr energieintensiver Natrium-Schwefel-Batterien verwendet. In der organischen Synthese wird Natrium bei Reduktionen, Kondensationen, Polymerisationen und anderen Reaktionen verwendet. Gelegentlich wird Natriummetall als Material für elektrische Leitungen verwendet, die sehr hohe Ströme führen sollen.

Zahlreiche Natriumverbindungen sind nicht weniger verbreitet: Kochsalz NaCl wird in verwendet Lebensmittelindustrie; Natriumhydroxid NaOH (Natronlauge) wird in der Seifenindustrie, bei der Herstellung von Farben, in der Zellstoff-, Papier- und Erdölindustrie, bei der Herstellung von Kunstfasern und auch als Elektrolyt verwendet. Soda – Natriumcarbonat Na2CO3 wird in der Glas-, Zellstoff- und Papier-, Lebensmittel-, Textil-, Öl- und anderen Industrien verwendet. In der Landwirtschaft wird das Natriumsalz der Salpetersäure NaNO3, bekannt als chilenisches Nitrat, häufig als Düngemittel verwendet. Natriumchlorat NaClO3 wird zur Zerstörung unerwünschter Vegetation auf Bahngleisen eingesetzt. Natriumphosphat Na3PO4 ist Bestandteil von Reinigungsmitteln, die in der Glas- und Farbenherstellung, in der Lebensmittelindustrie und in der Fotografie verwendet werden. Natriumazid NaN3 wird als Nitriermittel in der Metallurgie und bei der Herstellung von Bleiazid verwendet. Natriumcyanid NaCN wird bei der hydrometallurgischen Methode der Goldauslaugung aus Gesteinen sowie bei der Nitrocarburierung von Stahl und beim Galvanisieren (Versilbern, Vergolden) verwendet. Silikate mNa2O nSiO2 sind Bestandteile der Charge in der Glasherstellung, zur Herstellung von Alumosilikat-Katalysatoren, hitzebeständigem, säurebeständigem Beton.

Produktion

Bekanntlich wurde metallisches Natrium erstmals 1807 vom englischen Chemiker Davy durch Elektrolyse von Natriumhydroxid NaOH gewonnen. Aus wissenschaftlicher Sicht ist die Isolierung von Alkalimetallen eine große Entdeckung der Chemie. Die damalige Industrie konnte die Bedeutung dieses Ereignisses jedoch nicht einschätzen – erstens waren zu Beginn des 19. Jahrhunderts einfach noch nicht die notwendigen Kapazitäten vorhanden, um Natrium im industriellen Maßstab herzustellen, und zweitens wusste niemand, wo Ein weiches Metall, das bei der Interaktion aufflammt, könnte mit Wasser nützlich sein. Und wenn die erste Schwierigkeit 1808 von Joseph Gay-Lussac und Louis Thénard gelöst wurde, indem sie Natrium ohne energieintensive Elektrolyse durch die Reaktion von Natronlauge mit auf Rotglut erhitztem Eisen gewannen, dann ist das zweite Problem der Bereich von ​​​​Anwendung - wurde erst 1824 gelöst, als Aluminium mit Hilfe von Natrium isoliert wurde. In der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts entwickelte Sainte-Clair Deville eine neue Methode zur Gewinnung von metallischem Natrium – durch Reduktion von Soda mit Kohle in Gegenwart von Kalkstein:

Na2CO3 + 2C → 2Na + 3CO

Diese Methode wurde 1886 verbessert. Doch bereits 1890 wurde das elektrolytische Verfahren zur Herstellung von Natrium in die Industrie eingeführt. So wurde Humphry Davys Idee erst 80 Jahre später im industriellen Maßstab umgesetzt! Alle Suchen und Recherchen endeten mit einer Rückkehr zur ursprünglichen Methode. Im Jahr 1924 machte der amerikanische Ingenieur Downs den Prozess der elektrolytischen Herstellung von Natrium billiger, indem er Alkali durch viel billigeres Speisesalz ersetzte. Diese Modernisierung beeinflusste die Produktion von Natriummetall, die von 6.000 Tonnen (1913) auf 180.000 Tonnen (1966) stieg. Die Grundlage bildete die Downs-Methode moderne Art und Weise Gewinnung von Natriummetall.

Heute ist die wichtigste industrielle Methode zur Herstellung von Natriummetall die Elektrolyse von geschmolzenem Natriumchlorid (ein Nebenprodukt des Prozesses ist Chlor) unter Zusatz von KCl, NaF oder CaCl2, wodurch der Schmelzpunkt des Salzes auf 575–585 ° gesenkt wird C. Andernfalls würde es zur Elektrolyse von reinem Natriumchlorid kommen große Verluste Metall aus der Verdampfung, da die Schmelzpunkte von NaCl (801 °C) und die Siedepunkte von Natriummetall (882,9 °C) sehr nahe beieinander liegen. Der Prozess findet in einem Stahlelektrolyseur mit Membran statt. Ein moderner Elektrolyseur zur Herstellung von Natrium ist ein beeindruckender Aufbau, der an einen Ofen erinnert. Das Gerät besteht aus feuerfestem Stein, der außen von einem Stahlgehäuse umgeben ist. Durch den Boden des Elektrolyseurs wird eine Graphitanode eingeführt, die von einem ringförmigen Netz umgeben ist – einem Diaphragma, das verhindert, dass Natrium in den Anodenraum eindringt, wo sich Chlor ablagert. Andernfalls würde das Natrium einfach im Chlor verbrennen.

Die ringförmige Kathode besteht aus Eisen oder Kupfer. Über der Kathode und Anode sind Kappen angebracht, um Natrium und Chlor zu entfernen. Eine Mischung aus gründlich getrocknetem Natriumchlorid und Calciumchlorid wird in den Elektrolyseur geladen; wir wissen bereits, dass eine solche Mischung bei einer niedrigeren Temperatur schmilzt als reines Natriumchlorid. Typischerweise findet der Prozess bei einer Temperatur von etwa 600 °C statt. Den Elektroden wird ein Gleichstrom von etwa 6 V zugeführt, während an der Kathode Na+-Ionen entladen werden und metallisches Natrium freigesetzt wird, das aufschwimmt und einer speziellen Sammlung zugeführt wird. Selbstverständlich erfolgt der Prozess ohne Luftzugang. An der Anode werden Chlorionen Сl– entladen und Chlorgas freigesetzt – ein wertvolles Nebenprodukt der Natriumproduktion. Während des Tagesbetriebs des Elektrolyseurs werden 400–500 kg Natrium und 600–700 kg Chlor produziert. Das so erhaltene Metall wird durch Zugabe einer Mischung aus NaOH + Na2CO3 + NaCl oder Na2O2 zu geschmolzenem Natrium von Verunreinigungen (Chloriden, Oxiden und anderen) gereinigt; Verarbeitung der Schmelze mit metallischem Lithium, Titan oder Titan-Zirkonium-Legierung, niedrigeren Chloriden TiCl3, TiCl2; Vakuumdestillation.

Physikalische Eigenschaften

Humphry Davy war nicht nur der erste, der metallisches Natrium erhielt, sondern auch der erste, der dessen Eigenschaften untersuchte. Als der Chemiker in London über die Entdeckung neuer Elemente (Kalium und Natrium) berichtete, zeigte er zum ersten Mal Proben neuer Metalle einem wissenschaftlichen Publikum. Der englische Chemiker lagerte ein Stück metallisches Natrium unter einer Kerosinschicht, mit der Natrium nicht interagierte und in seiner Umgebung nicht oxidierte und so seine brillante silberne Farbe beibehielt. Darüber hinaus ist Natrium (Dichte bei 20 °C beträgt 0,968 g/cm3) schwerer als Kerosin (Dichte bei 20 °C mit unterschiedlichem Reinigungsgrad beträgt 0,78–0,85 g/cm3) und schwimmt daher nicht auf seiner Oberfläche unterliegt keiner Oxidation durch Sauerstoff und Kohlendioxid. Davy beschränkte sich nicht auf die übliche Demonstration eines Gefäßes mit einer Probe eines neuen Metalls; er nahm das Natrium aus dem Kerosin und warf die Probe in einen Eimer mit Wasser. Zu jedermanns Überraschung sank das Metall nicht, sondern begann sich aktiv über die Wasseroberfläche zu bewegen und schmolz zu kleinen glänzenden Tröpfchen, von denen sich einige entzündeten. Tatsache ist, dass die Dichte von Wasser (bei 20 °C 0,998 g/cm3) größer ist als die Dichte dieses Alkalimetalls. Aus diesem Grund sinkt Natrium nicht im Wasser, sondern schwimmt darin und interagiert aktiv mit ihm. Die Öffentlichkeit war erstaunt über eine solche „Präsentation“ eines neuen Elements.

Was können wir Ihnen jetzt sagen? physikalische Eigenschaften Natrium? Das elfte Element des Periodensystems ist ein weiches (leicht mit einem Messer zu schneidendes, press- und rollbares), leichtes, glänzendes silbrig-weißes Metall, das an der Luft schnell anläuft. Dünne Natriumschichten haben einen violetten Farbton und unter Druck wird das Metall transparent und rot, wie ein Rubin. Bei gewöhnlichen Temperaturen kristallisiert Natrium in einem kubischen Gitter mit den folgenden Parametern: a = 4,28 A, Atomradius 1,86 A, Ionenradius Na+ 0,92 A. Ionisierungspotentiale des Natriumatoms (eV) 5,138; 47,20; 71,8; Die Elektronegativität des Metalls beträgt 0,9. Elektronenaustrittsarbeit 2,35 eV. Diese Modifikation ist bei Temperaturen über -222 °C stabil. Unterhalb dieser Temperatur ist die hexagonale Modifikation mit folgenden Parametern stabil: a = 0,3767 nm, c = 0,6154 nm, z = 2.

Natrium ist ein schmelzbares Metall, sein Schmelzpunkt beträgt nur 97,86 °C. Es stellt sich heraus, dass dieses Metall in kochendem Wasser schmelzen könnte, wenn es nicht aktiv mit ihm interagiert. Darüber hinaus nimmt beim Schmelzen die Dichte von Natrium um 2,5 % ab, das Volumen nimmt jedoch um ΔV = 27,82∙10-6 m3/kg zu. Mit zunehmendem Druck steigt der Schmelzpunkt des Metalls und erreicht 242 °C bei 3 GPa und 335 °C bei 8 GPa. Der Siedepunkt von geschmolzenem Natrium beträgt 883,15 °C. Die Verdampfungswärme von Natrium bei Normaldruck = 3869 kJ/kg. Spezifische Wärme elftes Element (bei Raumtemperatur) 1,23 · 103 J/(kg K) oder 0,295 cal/(g Grad); Der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient von Natrium beträgt 1,32 · 102 W/(m·K) oder 0,317 cal/(cm·s·Grad). Der thermische Längenausdehnungskoeffizient dieses Alkalimetalls (bei einer Temperatur von 20 °C) beträgt 7,1 · 10-5. Spezifisch elektrischer Widerstand Natrium (bei 0 °C) beträgt 4,3 · 10-8 Ohm · m (4,3 · 10-6 Ohm · cm). Beim Schmelzen erhöht sich der elektrische Widerstand von Natrium um das 1,451-fache. Natrium ist paramagnetisch, seine spezifische magnetische Suszeptibilität beträgt +9,2 · 10-6. Brinellhärte von Natrium HB = 0,7 MPa. Normaler Zugmodul bei Raumtemperatur E = 5,3 GPa. Kompressibilität von Natrium x = 15,99∙10-11 Pa-1. Natrium ist ein sehr duktiles Metall und verformt sich bei Kälte leicht. Der Natriumausflussdruck liegt laut N. S. Kurnakov und S. F. Zhemchuzhny je nach Durchmesser des Auslasses im Bereich von 2,74 bis 3,72 MPa.

Chemische Eigenschaften

IN chemische Verbindungen Natrium weist, einschließlich Hydriden, eine Oxidationsstufe von + 1 auf. Das elfte Element ist eines der reaktivsten Metalle und kommt daher in der Natur nicht in reiner Form vor. Bereits bei Raumtemperatur reagiert es aktiv mit Luftsauerstoff, Wasserdampf und Kohlendioxid und bildet auf der Oberfläche eine lockere Kruste aus einer Mischung aus Peroxid, Hydroxid und Carbonat. Aus diesem Grund wird Natriummetall unter einer Schicht dehydrierter Flüssigkeit (Kerosin, Mineralöl) gespeichert. Edelgase lösen sich leicht in festem und flüssigem Natrium; bei 200 °C beginnt Natrium Wasserstoff zu absorbieren und bildet ein sehr hygroskopisches Hydrid NaH. Dieses Alkalimetall reagiert in einer Glimmentladung äußerst schwach mit Stickstoff und bildet eine sehr instabile Substanz – Natriumnitrid:

6Na + N2 → 2Na3N

Natriumnitrid ist in trockener Luft stabil, wird jedoch von Wasser oder Alkohol sofort unter Bildung von Ammoniak zersetzt.

Wenn Natrium direkt mit Sauerstoff interagiert, entsteht je nach den Bedingungen Na2O-Oxid (wenn Natrium in einer unzureichenden Menge an Sauerstoff verbrannt wird) oder Na2O2-Peroxid (wenn Natrium in Luft oder in einem Überschuss an Sauerstoff verbrannt wird). Natriumoxid weist ausgeprägte basische Eigenschaften auf; es reagiert heftig mit Wasser unter Bildung von NaOH-Hydroxid, einer starken Base:

Na2O + H2O → 2NaOH

Natriumhydroxid ist ein in Wasser gut lösliches Alkali (108 g NaOH lösen sich in 100 g Wasser bei 20 °C) in Form fester weißer hygroskopischer Kristalle, das Haut, Stoffe, Papier und andere organische Substanzen angreift. Beim Auflösen in Wasser wird eine große Menge Wärme freigesetzt. In der Luft absorbiert Natriumhydroxid aktiv Kohlendioxid und wandelt sich in Natriumcarbonat um:

2NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O

Aus diesem Grund muss Natriumhydroxid in luftdichten Behältern aufbewahrt werden. In der Industrie wird NaOH durch Elektrolyse wässriger Lösungen von NaCl oder Na2CO3 mithilfe von Ionenaustauschermembranen und -diaphragmen gewonnen:

2NaCl + 2H2O → 2NaOH + Cl2 + H2

Natriumperoxid ist ein hellgelbes Pulver, das ohne Zersetzung schmilzt. Na2O2 ist ein sehr starkes Oxidationsmittel. Die meisten organischen Stoffe entzünden sich bei Kontakt damit. Wenn Na2O2 mit Kohlendioxid reagiert, wird Sauerstoff freigesetzt:

2Na2O2 + 2CO2 → 2Na2CO3 + O2

Metallisches Natrium interagiert wie seine Oxide aktiv mit Wasser unter Bildung von Hydroxid NaOH und setzt bei großer Kontaktoberfläche Wasserstoff frei; die Reaktion verläuft explosionsartig. Natrium reagiert mit Alkoholen viel ruhiger als mit Wasser, wodurch Natriumalkoxid entsteht. So ergibt Natrium bei der Reaktion mit Ethanol Natriumethanolat C2H5ONa:

2Na + 2C2H5OH → 2C2H5ONa + H2

Natrium löst sich in fast allen Säuren und bildet sich große Menge Salze:

2Na + 2НCl → 2NaСl + Н2

2Na + 2H2SO4 → SO2 + Na2SO4 + 2H2O

In einer Atmosphäre aus Fluor und Chlor entzündet sich Natrium spontan, reagiert beim Erhitzen mit Brom und interagiert nicht direkt mit Jod. Beim Mahlen im Mörser reagiert es heftig mit Schwefel und bildet Sulfide unterschiedlicher Zusammensetzung. Natriumsulfid Na2S wird durch Reduktion von Natriumsulfat mit Kohlenstoff gewonnen. Eine sehr häufige Verbindung von Natrium mit Schwefel und Sauerstoff ist das sogenannte Glaubersalz Na2SO4∙10H2O. Neben Schwefel reagiert es aktiv mit Selen und Tellur unter Bildung von Chalkogeniden der Zusammensetzungen Na2X, NaX, NaX2, Na2X5.

Natrium löst sich in flüssigem Ammoniak (34,6 g pro 100 g NH3 bei 0 °C) unter Bildung von Ammoniakkomplexen (Lösung). Blau, mit metallischer Leitfähigkeit). Beim Verdampfen von Ammoniak bleibt das ursprüngliche Metall zurück; bei längerer Lagerung der Lösung verfärbt es sich allmählich durch die Reaktion des Metalls mit Ammoniak unter Bildung des Amids NaNH2 oder Imid Na2NH und der Freisetzung von Wasserstoff. Wenn Ammoniakgas bei 300–350 °C durch geschmolzenes Natrium geleitet wird, entsteht Natriumamin NaNH2 – farblos kristalline Substanz, leicht durch Wasser zersetzbar.

Bei 800–900 °C bildet Natriumgas mit Kohlenstoff das Karbid (Acetylenid) Na2C2. Natrium bildet mit Graphit Einschlussverbindungen.

Natrium bildet eine Reihe intermetallischer Verbindungen – mit Silber, Gold, Zinn, Blei, Wismut, Cäsium, Kalium und anderen Metallen. Bildet keine Verbindungen mit Barium, Strontium, Magnesium, Lithium, Zink und Aluminium. Natrium bildet mit Quecksilber Amalgame – intermetallische Verbindungen der Zusammensetzung NaHg2, NaHg4, NaHg8, NaHg, Na3Hg2, Na5Hg2, Na3Hg. Von Bedeutung sind flüssige Amalgame (die weniger als 2,5 Gew.-% Natrium enthalten), die durch allmähliches Einbringen von Natrium in Quecksilber unter einer Kerosin- oder Mineralölschicht gewonnen werden.

Bekannt riesige Menge Organonatriumverbindungen, die in ihren chemischen Eigenschaften den Organolithiumverbindungen ähneln, ihnen jedoch in der Reaktivität überlegen sind.

-Element die Hauptuntergruppe der ersten Gruppe, die dritte Periode des Periodensystems der chemischen Elemente von D.I. Mendelejew, mit der Ordnungszahl 11. Bezeichnet mit dem Symbol Na (lat. Natrium). Der einfache Stoff Natrium (CAS-Nummer: 7440-23-5) ist ein weiches Alkalimetall von silbrig-weißer Farbe.


In Wasser verhält sich Natrium fast genauso wie Lithium: Die Reaktion läuft unter schneller Freisetzung von Wasserstoff ab und in der Lösung entsteht Natriumhydroxid.

Geschichte und Herkunft des Namens

Natriumatomdiagramm

Natrium (oder besser gesagt seine Verbindungen) wird seit der Antike verwendet. Zum Beispiel Soda (Natron), das natürlicherweise im Wasser der Sodaseen in Ägypten vorkommt. Die alten Ägypter verwendeten natürliches Soda zum Einbalsamieren, Bleichen von Leinwand, zum Kochen von Speisen sowie zur Herstellung von Farben und Glasuren. Plinius der Ältere schreibt, dass im Nildelta Soda (es enthielt einen ausreichenden Anteil an Verunreinigungen) aus Flusswasser isoliert wurde. Es kam in Form großer Stücke in den Handel, die durch die Beimischung von Kohle grau oder sogar schwarz gefärbt waren.

Natrium wurde erstmals 1807 vom englischen Chemiker Humphry Davy durch Elektrolyse von festem NaOH gewonnen.

Der Name „Natrium“ stammt aus dem Arabischen Natrun auf Griechisch - Nitron und bezog sich ursprünglich auf natürliches Soda. Das Element selbst wurde früher Natrium genannt.

Quittung

Der erste Weg, Natrium herzustellen, war die Reduktionsreaktion Natriumcarbonat Kohle beim Erhitzen einer engen Mischung dieser Stoffe in einem Eisenbehälter auf 1000°C:

Na 2 CO 3 +2C=2Na+3CO

Dann erschien eine andere Methode zur Herstellung von Natrium – die Elektrolyse von geschmolzenem Natriumhydroxid oder Natriumchlorid.

Physikalische Eigenschaften

Metallisches Natrium, gespeichert in Kerosin

Qualitative Bestimmung von Natrium mittels Flamme – leuchtend gelbe Farbe des Emissionsspektrums der „Natrium-D-Linie“, Dublett 588,9950 und 589,5924 nm.

Natrium ist ein silberweißes Metall, in dünnen Schichten mit violetter Tönung, plastisch, sogar weich (leicht mit einem Messer zu schneiden), ein frischer Natriumschnitt ist glänzend. Die elektrischen und thermischen Leitfähigkeitswerte von Natrium sind recht hoch, die Dichte beträgt 0,96842 g/cm³ (bei 19,7 °C), der Schmelzpunkt liegt bei 97,86 °C und der Siedepunkt bei 883,15 °C.

Chemische Eigenschaften

Ein Alkalimetall, das an der Luft leicht oxidiert. Zum Schutz vor Luftsauerstoff wird metallisches Natrium unter einer Schicht eingelagert Kerosin. Natrium ist weniger aktiv als Lithium, also mit Stickstoff reagiert nur bei Erwärmung:

2Na + 3N 2 = 2NaN 3

Bei großem Sauerstoffüberschuss entsteht Natriumperoxid

2Na + O 2 = Na 2 O 2

Anwendung

Metallisches Natrium wird in der präparativen Chemie und Industrie häufig als starkes Reduktionsmittel verwendet, auch in der Metallurgie. Natrium wird bei der Herstellung sehr energieintensiver Natrium-Schwefel-Batterien verwendet. Es wird auch in LKW-Auslassventilen als Kühlkörper verwendet. Gelegentlich wird Natriummetall als Material für elektrische Leitungen verwendet, die sehr hohe Ströme führen sollen.

In einer Legierung mit Kalium sowie mit Rubidium und Cäsium als hocheffizientes Kühlmittel eingesetzt. Die Legierungszusammensetzung beträgt insbesondere 12 % Natrium, Kalium 47 %, Cäsium 41 % hat einen rekordtiefen Schmelzpunkt von −78 °C und wurde als Arbeitsflüssigkeit für Ionenraketentriebwerke und als Kühlmittel für Kernkraftwerke vorgeschlagen.

Natrium wird auch in Hoch- und Niederdruckentladungslampen (HPLD und LPLD) verwendet. NLVD-Lampen vom Typ DNaT (Arc Sodium Tubular) werden sehr häufig in der Straßenbeleuchtung eingesetzt. Sie geben ein helles gelbes Licht ab. Die Lebensdauer von HPS-Lampen beträgt 12-24.000 Stunden. Daher sind Gasentladungslampen vom Typ HPS für städtische, architektonische und architektonische Anwendungen unverzichtbar Industriebeleuchtung. Es gibt auch Lampen DNaS, DNaMT (Arc Sodium Matte), DNaZ (Arc Sodium Mirror) und DNaTBR (Arc Sodium Tubular Without Mercury).

Natriummetall wird verwendet qualitative Analyse organische Substanz. Die Legierung aus Natrium und der Testsubstanz wird neutralisiert Ethanol, einige Milliliter destilliertes Wasser hinzufügen und in drei Teile teilen, J. Lassaignes Test (1843) zur Bestimmung von Stickstoff, Schwefel und Halogenen (Beilstein-Test)

Natriumchlorid (Speisesalz) ist das älteste verwendete Aroma- und Konservierungsmittel.
- Natriumazid (Na 3 N) wird als Nitriermittel in der Metallurgie und bei der Herstellung von Bleiazid verwendet.
- Natriumcyanid (NaCN) wird bei der hydrometallurgischen Methode der Goldauslaugung aus Gesteinen sowie bei der Nitrocarburierung von Stahl und beim Galvanisieren (Versilbern, Vergolden) verwendet.
- Natriumchlorat (NaClO 3) wird zur Zerstörung unerwünschter Vegetation auf Bahngleisen eingesetzt.

Biologische Rolle

Im Körper kommt Natrium hauptsächlich außerhalb der Zellen vor (etwa 15-mal mehr als im Zytoplasma). Dieser Unterschied wird durch die Natrium-Kalium-Pumpe aufrechterhalten, die in der Zelle eingeschlossenes Natrium herauspumpt.

Zusammen mitKaliumNatrium erfüllt folgende Funktionen:
Schaffung von Bedingungen für das Auftreten von Membranpotential und Muskelkontraktionen.
Aufrechterhaltung der osmotischen Konzentration des Blutes.
Aufrechterhaltung des Säure-Basen-Gleichgewichts.
Normalisierung des Wasserhaushalts.
Sicherstellung des Membrantransports.
Aktivierung vieler Enzyme.

Natrium kommt in fast allen Lebensmitteln vor, der Körper nimmt den größten Teil davon jedoch über Speisesalz auf. Die Resorption erfolgt hauptsächlich im Magen und Dünndarm. Vitamin D verbessert die Aufnahme von Natrium, übermäßig salzige und proteinreiche Lebensmittel beeinträchtigen jedoch die normale Aufnahme. Die mit der Nahrung aufgenommene Natriummenge zeigt den Natriumgehalt im Urin an. Natriumreiche Lebensmittel zeichnen sich durch eine beschleunigte Ausscheidung aus.

Natriummangel beim Diätenden ausgewogenes Essen kommt beim Menschen nicht vor, jedoch können bei vegetarischer Ernährung einige Probleme auftreten. Ein vorübergehender Mangel kann durch die Einnahme von Diuretika, Durchfall, übermäßiges Schwitzen oder übermäßige Wasseraufnahme verursacht werden. Zu den Symptomen eines Natriummangels zählen Gewichtsverlust, Erbrechen, Blähungen im Magen-Darm-Trakt und eine gestörte Absorption Aminosäuren und Monosaccharide. Ein langfristiger Mangel führt zu Muskelkrämpfen und Neuralgien.

Überschüssiges Natrium führt zu Schwellungen der Beine und des Gesichts sowie zu einer erhöhten Kaliumausscheidung im Urin. Die maximale Salzmenge, die von den Nieren verarbeitet werden kann, beträgt etwa 20-30 Gramm; jede größere Menge ist lebensgefährlich.

Natrium gehört zur Kategorie der Alkalimetalle. Das Element gehört zur dritten Periode und zur ersten Gruppe des Mendelejew-Periodensystems.

Physikalische und chemische Eigenschaften von Natrium

In seiner reinen Form ist Natrium eine graue Substanz mit metallischem Glanz und geringer Härte. Das Metall ist so weich, dass es leicht mit einem Messer geschnitten werden kann. Der Schmelzpunkt von Natrium liegt bei 79 °C. Metalldichte – 0,97 g/cm³.


Frisch geschnittenes Natrium

Natrium ist hochaktiv und kann mit vielen anderen Substanzen heftig reagieren. Die Molmasse des Metalls beträgt 23. Aufgrund der hohen Aktivität von Natrium und seiner inhärenten Eigenschaften ist Natriumoxid in der Lage, ein Alkali zu bilden.

Natrium wird in der chemischen Industrie verwendet: Das Alkalimetall ist für die Herstellung von Natriumhydroxid, Natriumfluorid, Sulfaten und Nitraten notwendig. Das Metall wird als starkes Reduktionsmittel verwendet, um reine Metalle aus ihren Salzen zu isolieren (hierfür gibt es ein spezielles technisches Natrium).

Natrium wird in der Pharmaindustrie zur Herstellung von Natriumbromid verwendet, einem der Hauptbestandteile vieler Antidepressiva und Beruhigungsmittel. Natrium wird auch bei der Herstellung von Gasentladungslampen verwendet. Natriumchlorat (NaClO₃) wird zur Entfernung von Pflanzen und Unkraut verwendet Eisenbahn. Natriumcyanid wird zur Gewinnung von Edelmetallen aus Gesteinen verwendet.

Wechselwirkung mit Säuren und Salzen

Natrium reagiert mit allen Säuren unter Bildung von Natriumsalz und. Wenn ein Alkalimetall mit Salzsäure reagiert, entstehen Kochsalz und Wasserstoff. Reaktionsgleichung:

Na + HCl = NaCl + H₂


Molekulare Struktur von Natriumchlorid

Bei dieser chemischen Wechselwirkung handelt es sich um eine Verdrängungsreaktion. Diese Reaktion hilft, die folgenden Salze zu erhalten: Nitrat, Phosphat, Sulfat, Nitrit, Natriumcarbonat, Sulfit. Man kann viel Zeit damit verbringen interessante Experimente Untersuchen Sie beispielsweise die Umwandlungskette von Kupferverbindungen: Blaues Kupfersulfat verwandelt sich in grünliches -, dann in Türkis (CuOH)₂CO₃, schwarzes CuO und schließlich in Blau-Lila ²⁺, und letzteres bildet wieder Kupfersulfat CuSO₄! Klicken Sie hier, um herauszufinden, wie Sie dieses außergewöhnliche Erlebnis erleben können.

Natrium reagiert mit Salzen aller Metalle außer Kalium und Kalzium (sie haben eine größere chemische Aktivität). Durch die Wechselwirkung von Natrium mit Metallsalzen kommt es zu einer Substitutionsreaktion. Natriumatome ersetzen Atome eines chemisch weniger aktiven Metalls. Beim Mischen von 2 Mol Natrium und 1 Mol Magnesiumnitrat entstehen 2 Mol Natriumnitrat und 1 Mol reines Magnesium. Reaktionsgleichung:

2Na + Mg(NO₃)₂ = 2NaNO₃ + Mg.

Wechselwirkung mit Halogenen

Halogene sind einfache Stoffe, die zur siebten Gruppe des Periodensystems von Mendelejew gehören: Jod, Fluor, Brom, Chlor. Natrium reagiert mit allen Elementen unter Bildung von Natriumiodid, Fluorid, Bromid und Natriumchlorid. Zur Durchführung der Reaktion wird 1 Mol Fluor zu 2 Mol Natrium gegeben. Dabei entstehen 2 Mol Natriumfluorid. Reaktionsgleichung:

Na + F₂ = 2NaF

Das dabei entstehende Natriumfluorid wird zur Herstellung von Reinigungsmitteln und Zahnpasten gegen Karies verwendet. Mit der gleichen Methode entstehen durch Zugabe von Chlor Natriumchlorid (Küchensalz), Natriumiodid und Natriumbromid.

Wechselwirkung von Natrium mit einfachen Substanzen

Natrium reagiert mit Schwefel, Kohlenstoff, Phosphor. Solche chemischen Wechselwirkungen treten auf, wenn hohe Temperatur. Es kommt zu einer Additionsreaktion, mit deren Hilfe Natriumsulfid, Natriumphosphid und Natriumcarbid entstehen. Zum Beispiel die Addition von Natriumatomen an Phosphoratome: Wenn man 1 Mol Phosphor zu 3 Mol Natrium hinzufügt und diese dann erhitzt, entsteht 1 Mol Natriumphosphid. Reaktionsgleichung:

3Na + P = Na₃P

Natrium reagiert mit Stickstoff und Wasserstoff. Bei der Reaktion von Stickstoff mit Natrium entsteht Natriumnitrid und bei der Reaktion von Wasserstoff mit Natrium entsteht Natriumhydrid. Reaktionsgleichungen:

6Na + N₂ = 2Na₃N

2Na + Н₂ = 2NaH

Die erste Reaktion erfordert eine elektrische Entladung, die zweite erfordert eine hohe Temperatur.

Bildung von Natriumoxiden

Die Bildung eines Oxids entsteht durch die Reaktion des Metalls mit: Bei der Verbrennung von 4 Mol Natrium wird 1 Mol Sauerstoff verbraucht und es entstehen 2 Mol Natriumoxid. Die Formel von Natriumoxid lautet Na₂O. Reaktionsgleichung:

4Na + O₂ = 2Na₂O

Wenn Wasser zu Natriumoxid hinzugefügt wird, entsteht ein Alkali – NaOH. Aus 1 Mol Oxid und 1 Mol Wasser erhalten wir 2 Mol Base. Reaktionsgleichung:

Na₂O + H₂O = 2NaOH


Natronlauge (NaOH)-Flocken

Aufgrund ausgeprägter alkalische Eigenschaften und hohe chemische Aktivität wird dieser Stoff genannt.

Natronlauge reagiert wie alle starken Säuren aktiv mit organischen Verbindungen, Salzen schwach aktiver Metalle und anderen Substanzen. Bei der Wechselwirkung von Natriumhydroxid mit Salzen kommt es zu einer Austauschreaktion – es entstehen ein neues Salz und eine neue Base. Eine Natriumhydroxidlösung kann Papier, Stoff, Haut und Nägel zerstören. Daher müssen Sie beim Arbeiten mit der Substanz die Sicherheitsvorschriften einhalten.

Reaktion von Natrium mit Wasser

Unter Laborbedingungen geschieht dies: Mit einer Pinzette wird ein Stück Natrium aus Kerosin entnommen und auf trockenes Filterpapier gelegt, das auf Glas- oder Keramikfliesen liegt. Das Metall wird mit Filterpapier getrocknet. Halten Sie das Natrium mit einer Pinzette fest und schneiden Sie die oberste Schicht mit einem Messer ab, sodass die saubere Oberfläche mit einem charakteristischen metallischen Glanz zum Vorschein kommt. Als nächstes müssen Sie ein Stück Metall (weniger als eine Erbse) mit einem Messer abtrennen und das restliche Metall in ein Gefäß mit Kerosin geben. Übertragen Sie das geschnittene Metallstück in Wasser und bedecken Sie es mit einem Reagenzglas mit einem Loch im Boden. Bringen Sie einen brennenden Splitter zum Loch. Aufmerksamkeit! Versuchen Sie dies nicht zu Hause oder alleine! Bei der Reaktion wird Gas freigesetzt – Wasserstoff. Darüber hinaus ist ein weiteres Produkt der Reaktion Alkali.

Auf die vom Autor gestellte Frage, wie groß die Masse eines Natriummoleküls ist (wenn möglich mit einer Lösung). Behemouth Die beste Antwort ist Ich sehe, dass Sie eine Menge unverständlicher Informationen erhalten haben, aber nichts Relevantes. Ich werde darüber schreiben.
Gegeben:
ein Molekül Natrium. Molekulargewicht von Natrium - 11 a. e.m. (aus dem Periodensystem). Die Molmasse ist _numerisch_ gleich der Molekülmasse und beträgt für Natrium M = 11 g/mol.
Finden:
Masse eines Natriummoleküls
Lösung:
Lasst uns spekulieren. Was ist Molmasse? Dies ist die Masse von (einem) Mol einer Substanz. Hier beträgt die Molmasse von Natrium 11 g/mol. Was ist eine Motte? Dies ist die Substanzmenge, die Na-Moleküle (Avogadro-Zahl) enthält. Avogadros Zahl ist Na = 6,02*10^23, die Dimension ist mol^-1.
So erhalten wir
6,02*10^23 Moleküle (1 Mol) Natrium wiegen 11 Gramm
1 Natriummolekül wiegt X Gramm
Können Sie Proportionen lösen? Es stellt sich heraus, dass X = 11/(6,02*10^23) = 1,827*10^(-23) Gramm.
Es gibt eine andere Möglichkeit zu zählen. Denken Sie dabei daran, dass ein Mol die Stoffmenge ist, die die gleiche Anzahl an Molekülen (oder Atomen) enthält, wie es Atome in 12 Gramm (genau) des reinen Isotops Kohlenstoff-12 gibt. Das heißt, wenn man weiß, wie viel ein Kohlenstoffatom in Gramm wiegt, wie viel ein Mol Natrium wiegt (die Molmasse von Natrium beträgt 11 g/mol), kann man die Masse eines Natriummoleküls berechnen.
Hier gibt es ein kleines Problem. Tatsache ist, dass verschiedene Bücher und Problembücher unterschiedliche Massen des Kohlenstoffatoms angeben. Anscheinend sind sie sich nicht einig, wie viel es wiegt. Einer Quelle zufolge - 1,66*10^(−24) Gramm, einer anderen zufolge - 1,993*10^(-23) Gramm. Also
Gewicht von Natrium = Molekulargewicht von Natrium * 1/12 * 1,66 * 10^(-24) Gramm oder
Gewicht von Natrium = Molekulargewicht von Natrium * 1/12 * 1,993 * 10^(-23) Gramm
In Zahlen
m = 11 * 1/12 * 1,66 *10^(-24) = 1,522*10^(-24) Gramm oder
m = 11 * 1/12 * 1,993*10^(-23) = 1,827*10^(-23) Gramm.
Das zweite Ergebnis stimmt vollständig mit dem oben erhaltenen überein. Daher beträgt die Masse des Kohlenstoffatoms immer noch 1,993*10^(-23). 🙂
Antwort: Die Masse eines Natriummoleküls beträgt 1,827*10^(-23) Gramm.
Pfui. Chemie ist Macht! Lernen, verstehen, es mag im Leben nicht nützlich sein, aber Sie werden lernen, zu denken, zu argumentieren und zu zählen.
Quelle: Schule

Antwort von 22 Antworten[Guru]

Hallo! Hier finden Sie eine Auswahl an Themen mit Antworten auf Ihre Frage: Wie groß ist die Masse eines Natriummoleküls, wenn möglich mit einer Lösung))

Antwort von Personal[Guru]
AVOGADRO-ZAHL, NA = (6,022045±0,000031)Х1023, die Anzahl der Moleküle in einem Mol einer beliebigen Substanz oder die Anzahl der Atome in einem Mol einfache Substanz. Eine der Grundkonstanten, mit deren Hilfe man Größen wie zum Beispiel die Masse eines Atoms oder Moleküls (siehe unten), die Ladung eines Elektrons usw. bestimmen kann.
Mol ist die Menge einer Substanz, die die gleiche Anzahl an Strukturelementen enthält, wie Atome in 12 g 12C enthalten sind, und die Strukturelemente sind normalerweise Atome, Moleküle, Ionen usw. Die Masse von 1 Mol einer Substanz, ausgedrückt in Gramm, ist numerisch gleich seinem Mol. Masse. Somit hat 1 Mol Natrium eine Masse von 22,9898 g und enthält 6,02×1023 Atome;


Antwort von HJ[aktiv]
NATRIUM (lateinisch Natrium, von arabisch natrun, griechisch nitron – natürliches Soda), Na (sprich „Natrium“), ein chemisches Element mit der Ordnungszahl 11, Atommasse 22.98977. Ein stabiles Isotop, 23Na, kommt in der Natur vor. Gehört zu den Alkalimetallen. Liegt in der dritten Periode der Gruppe IA im Periodensystem der Elemente. Konfiguration der äußeren elektronischen Schicht 3 s1. Oxidationsstufe +1 (Wertigkeit I).
Der Radius des Atoms beträgt 0,192 nm, der Radius des Na+-Ions beträgt 0,116 nm (Koordinationszahl 6). Die aufeinanderfolgenden Ionisierungsenergien betragen 5,139 und 47,304 eV. Die Elektronegativität beträgt nach Pauling 1,00.
Das bedeutet, dass das Molekulargewicht von Na 22,98977 oder 23 beträgt