Natrij je jedan od alkalnih metala. Tablica kemijskih elemenata prikazuje ga kao atom koji pripada trećem razdoblju i prvoj skupini.
Fizička svojstva
Ovaj odjeljak će razmotriti karakteristike natrija sa stajališta fizike. Za početak, u svom čistom obliku to je srebrnasta krutina s metalnim sjajem i niskom tvrdoćom. Natrij je toliko mekan da se lako može rezati nožem. Talište ove tvari je prilično nisko i iznosi sedamdeset i devet stupnjeva Celzija. Atomska masa natrija je također mala, o tome ćemo kasnije. Gustoća ovog metala je 0,97 g/cm3.
Kemijska karakterizacija natrija
Ovaj element ima vrlo visoku aktivnost - sposoban je brzo i burno reagirati s mnogim drugim tvarima. Također, tablica kemijskih elemenata omogućuje vam određivanje takve vrijednosti kao što je molarna masa - za natrij je dvadeset tri. Jedan mol je takva količina tvari koja sadrži 6,02 x 10 do 23. stupnja atoma (molekula, ako je tvar složena). Poznavajući molarnu masu elementa, možete odrediti koliko će težiti određeni broj molova određene tvari. DoNa primjer, dva mola natrija teže četrdeset i šest grama. Kao što je gore spomenuto, ovaj metal je jedan od najreaktivnijih, pripada lužini, odnosno, njegov oksid može formirati lužinu (jake baze).
Kako nastaju oksidi
Sve tvari ove skupine, uključujući i natrij, mogu se dobiti spaljivanjem originala. Dakle, metal reagira s kisikom, što dovodi do stvaranja oksida. Na primjer, ako izgorimo četiri mola natrija, potrošimo jedan mol kisika i dobijemo dva mola oksida ovog metala. Formula za natrijev oksid je Na2O. Jednadžba reakcije izgleda ovako: 4Na + O2=2Na2O. Ako u nastalu tvar dodate vodu, nastaje lužina - NaOH.
Uzevši po jedan mol oksida i vode, dobivamo dva mola baze. Evo jednadžbe za ovu reakciju: Na2O + H2O=2NaOH. Dobivena tvar se također naziva natrijev hidroksid. To je zbog njegovih izraženih alkalnih svojstava i visoke kemijske aktivnosti. Poput jakih kiselina, kaustični natrij aktivno reagira sa solima niskoaktivnih metala, organskim spojevima itd. Tijekom interakcije sa solima dolazi do reakcije izmjene - nastaju nova sol i nova baza. Kaustična otopina natrija može lako uništiti tkaninu, papir, kožu, nokte, pa je potrebno pridržavati se sigurnosnih propisa tijekom rada s njom. Natrijev hidroksid se koristi u kemijskoj industriji kao katalizator, kao i u svakodnevnom životu kao sredstvo za uklanjanjeproblemi sa začepljenim cijevima.
Reakcije s halogenima
To su jednostavne tvari, koje se sastoje od kemijskih elemenata koji pripadaju sedmoj skupini periodnog sustava. Njihov popis uključuje fluor, jod, klor, brom. Natrij je sposoban reagirati sa svim njima stvarajući spojeve kao što su natrijev klorid/bromid/jodid/fluorid. Da biste izvršili reakciju, trebate uzeti dva mola dotičnog metala, dodati mu jedan mol fluora. Kao rezultat, dobivamo natrijev fluorid u količini od dva mola. Ovaj proces se može zapisati kao jednadžba: Na + F2=2NaF. Natrijev fluor, koji smo dobili, koristi se u proizvodnji zubnih pasta protiv karijesa, kao i deterdženata za razne površine. Slično, dodavanjem klora može nastati natrijev klorid (kuhinjska sol), natrijev jodid koji se koristi u proizvodnji metalhalogenih svjetiljki i natrijev bromid koji se koristi kao lijek za neuroze, nesanicu, histeriju i druge poremećaje živčanog sustava. sustav.
S drugim jednostavnim tvarima
Moguće su i reakcije natrija s fosforom, sumporom (sumporom), ugljikom (ugljik). Takve kemijske interakcije mogu se izvesti samo ako se stvore posebni uvjeti u obliku visoke temperature. Tako se odvija reakcija adicije. Uz njegovu pomoć možete dobiti tvari kao što su natrijev fosfid, natrijev sulfid, natrijev karbid.
Primjer je dodavanje atoma određenog metala atomima fosfora. Ako uzmemo tri madežadotičnog metala i jedan mol druge komponente, zatim ih zagrijemo, dobijemo jedan mol natrijevog fosfida. Ova reakcija se može napisati kao sljedeća jednadžba: 3Na + R=Na3P. Osim toga, natrij može reagirati s dušikom kao i s vodikom. U prvom slučaju nastaje nitrid određenog metala, u drugom hidrid. Primjeri uključuju sljedeće jednadžbe kemijskih reakcija: 6Na + N2=2Na3N; 2Na + H2=2NaH. Prva interakcija zahtijeva električno pražnjenje, druga zahtijeva visoku temperaturu.
Reakcije s kiselinama
Kemijska karakterizacija natrija ne završava jednostavnim tvarima. Ovaj metal također reagira sa svim kiselinama. Kao rezultat takvih kemijskih interakcija nastaju natrijeva sol i vodik. Na primjer, kada dotični metal reagira s klorovodičnom kiselinom, nastaje kuhinjska sol i vodik koji isparava. Ova reakcija se može izraziti pomoću jednadžbe reakcije: Na + HCl=NaCl + H2. Ova vrsta kemijske interakcije naziva se supstitucijska reakcija. Također može proizvoditi soli kao što su fosfat, nitrat, nitrit, sulfat, sulfit, natrijev karbonat.
Interakcija sa solima
Natrij reagira sa solima svih metala osim kalija i kalcija (one su reaktivnije od dotičnog elementa). U takvom slučaju, kao i u prethodnom, dolazi do supstitucijske reakcije. Atomi metala koji se razmatra zauzimaju mjesto atoma kemijski slabijeg metala. Tako miješanjem dva mola natrija i jednog mola magnezijevog nitrata dobivamo natrijev nitrat u količini od dva mola, kao i čisti magnezij – jedan mol. Možete napisati jednadžbu za ovu reakciju na sljedeći način: 2Na + Mg(NO3)2=2NaNO3+ Mg. Po istom principu mogu se dobiti i mnoge druge natrijeve soli. Također, ova metoda se može koristiti za dobivanje metala iz njihovih soli.
Što se događa ako natriju dodate vodu
Ovo je možda jedna od najčešćih supstanci na planeti. A uz to je i dotični metal sposoban ući u kemijsku interakciju. U tom slučaju nastaje natrijev hidroksid, o kojem je već bilo riječi gore, ili natrijev hidroksid.
Da biste izvršili takvu reakciju, trebate uzeti dva mola natrija, dodati mu vode, također u količini od dva mola, i kao rezultat ćemo dobiti dva mola hidroksida i jedan mol vodika, koji će se osloboditi kao plin oštrog mirisa.
Natrij i njegovi učinci na organizme
Razmotrivši ovaj metal s kemijske točke gledišta, prijeđimo na ono što je biološka karakteristika natrija. To je jedan od važnih elemenata u tragovima. Prije svega, to je jedna od komponenti životinjske stanice. Ovdje obavlja važne funkcije: zajedno s kalijem održava membranski potencijal, sudjeluje u stvaranju i širenju živčanog impulsa između stanica i nužan je kemijski element za osmotske procese (koji je neophodan npr. za funkcioniranje stanice bubrega). Osim toga, natrij je odgovoran za ravnotežu vode i soli u stanici. Također bez ovogakemijski element, nemoguće je transportirati glukozu kroz krv, koja je toliko potrebna za funkcioniranje mozga. Ovaj metal također je uključen u proces kontrakcije mišića.
Ovaj element u tragovima ne trebaju samo životinje - natrij u tijelu biljaka također obavlja važne funkcije: uključen je u proces fotosinteze, pomaže u transportu ugljikohidrata, a također je neophodan za prolazak organskih i anorganske tvari kroz membrane.
Višak i nedostatak natrija
Prekomjeran unos soli kroz dulje vrijeme može dovesti do povećanog sadržaja ovog kemijskog elementa u tijelu. Simptomi viška natrija mogu biti povećanje tjelesne temperature, oteklina, povećana živčana razdražljivost, poremećeni rad bubrega. U slučaju pojave takvih simptoma potrebno je iz prehrane izbaciti kuhinjsku sol i proizvode u kojima ima puno ovog metala (popis će biti naveden u nastavku), a zatim se odmah posavjetovati s liječnikom. Smanjen sadržaj natrija u tijelu također dovodi do neugodnih simptoma i poremećaja u radu organa. Ovaj se kemijski element može isprati dugotrajnom primjenom diuretičkih lijekova ili pijenjem samo pročišćene (destilirane) vode, uz pojačano znojenje i dehidraciju tijela. Simptomi nedostatka natrija su žeđ, suha koža i sluznice, povraćanje i mučnina, slab apetit, oslabljena svijest i apatija, tahikardija, prestanak pune funkcije bubrega.
Hrana bogata natrijem
Zakako biste izbjegli previsok ili prenizak sadržaj dotičnog kemijskog elementa u tijelu, morate znati koja ga hrana ima najviše. Prije svega, ovo je već spomenuta kuhinjska sol. Sadrži 40% natrija. Može biti i morska sol. Osim toga, ovaj metal se nalazi u soji i sojinom umaku. U morskim plodovima opaža se velika količina natrija. To su morske alge, većina vrsta riba, škampi, hobotnice, meso rakova, kavijar, rak itd. Sadržaj natrija u njima je zbog činjenice da ti organizmi žive u slanom okruženju s visokom koncentracijom soli raznih metala koje važni su za normalno funkcioniranje tijela.
Upotreba ovog metala i nekih njegovih spojeva
Upotreba natrija u industriji je vrlo raznolika. Prije svega, ova tvar se koristi u kemijskoj industriji. Ovdje je potrebno dobiti tvari kao što su hidroksid dotičnog metala, njegov fluor, sulfati i nitrati. Osim toga, koristi se kao snažno redukcijsko sredstvo - za izolaciju čistih metala iz njihovih soli. Za korištenje u takve svrhe postoji poseban tehnički natrij. Njegova svojstva su utvrđena u GOST 3273-75. Zbog gore navedenih snažnih redukcijskih svojstava, natrij se široko koristi u metalurgiji.
Također, ovaj kemijski element pronalazi svoju primjenu u farmaceutskoj industriji, gdje je najčešće potreban za dobivanje njegovog bromida koji je jedna od glavnih komponentimnogi sedativi i antidepresivi. Osim toga, natrij se može koristiti u proizvodnji žarulja s plinskim pražnjenjem - to će biti izvori jarko žute svjetlosti. Kemijski spoj kao što je natrijev klorat (NaClO3) uništava mlade biljke, pa se koristi za njihovo uklanjanje sa željezničkih tračnica kako bi se spriječilo njihovo prekomjerno rast. Natrijev cijanid se široko koristi u industriji iskopavanja zlata. Uz njegovu pomoć, ovaj metal se dobiva iz stijena.
Kako se dobiva natrij
Najčešći način je reakcija karbonata dotičnog metala s ugljikom. Da biste to učinili, potrebno je zagrijati dvije naznačene tvari na temperaturu od oko tisuću stupnjeva Celzija. Kao rezultat toga nastaju dva kemijska spoja kao što su natrij i dim. Kada jedan mol natrijevog karbonata reagira s dva mola ugljika, dobivaju se dva mola željenog metala i tri mola ugljičnog monoksida. Jednadžba za gornju reakciju može se napisati na sljedeći način: NaCO3 + 2S=2Na + 3SO. Slično, ovaj se kemijski element može dobiti iz njegovih drugih spojeva.
Kvalitetne reakcije
Prisutnost natrija+, kao i bilo kojeg drugog kationa ili aniona, može se odrediti posebnim kemijskim manipulacijama. Kvalitativna reakcija na natrijev ion gori - u prisustvu njegove prisutnosti, plamen će biti obojen žuto.
Gdje se u prirodi može pronaći dotični kemijski element
Prvo, kao što je već spomenuto,jedna je od komponenti i životinjskih i biljnih stanica. Također, njegova visoka koncentracija uočena je u morskoj vodi. Osim toga, natrij je dio nekih minerala. To su npr. silvinit, njegova formula je NaCl • KCl, kao i karnalit, čija je formula KCl•MgCl2•6H2 O. Prvi od njih ima heterogenu strukturu s izmjeničnim raznobojnim dijelovima, a u njegovoj se boji mogu naći narančasta, ružičasta, plava, crvena. Ovaj mineral je potpuno topiv u vodi. Karnalit, ovisno o mjestu nastanka i nečistoćama, također može imati različite boje. Može biti crvena, žuta, bijela, svijetloplava, a također i prozirna. Ima meki sjaj, zrake svjetlosti u njemu se snažno lome. Ova dva minerala služe kao sirovine za dobivanje metala koji su u njihovom sastavu: natrij, kalij, magnezij.
Znanstvenici vjeruju da je metal koji smo ispitali u ovom članku jedan od najčešćih u prirodi, budući da je njegov maseni udio u zemljinoj kori dva i pol posto.
