Nuklearna masa natrija. Ti znaš kako. Natrij Natrij: sastav i molarna masa Relativna atomska masa natrija je

Sadržaj članka

NATRIJ– (Natrij) Na, kemijski element 1. (Ia) skupine periodnog sustava pripada alkalnim elementima. Atomski broj 11, relativna atomska masa 22,98977. U prirodi postoji jedan stabilni izotop 23 Na. Poznato je šest radioaktivnih izotopa ovog elementa, od kojih su dva zanimljiva za znanost i medicinu. Natrij-22, s vremenom poluraspada od 2,58 godina, koristi se kao izvor pozitrona. Natrij-24 (vrijeme poluživota mu je oko 15 sati) koristi se u medicini za dijagnostiku i liječenje određenih oblika leukemije.

+1 oksidacijsko stanje.

Natrijevi spojevi poznati su od davnina. Natrijev klorid je esencijalni sastojak ljudske hrane. Vjeruje se da ga je čovjek počeo koristiti u neolitiku, tj. prije otprilike 5-7 tisuća godina.

U Starom zavjetu se spominje određena tvar "neter". Ova tvar se koristila kao deterdžent. Najvjerojatnije je neter soda, natrijev karbonat, koji je nastao u slanim egipatskim jezerima s vapnenačkim obalama. Grčki autori Aristotel i Dioskorid kasnije su pisali o istoj tvari, ali pod imenom "nitron", a starorimski povjesničar Plinije Stariji, spominjući istu tvar, već ju je nazvao "nitrum".

U 18. stoljeću kemičari su već poznavali mnogo različitih natrijevih spojeva. Natrijeve soli bile su široko korištene u medicini, u obradi kože i bojanju tkanina.

Metalni natrij prvi je dobio engleski kemičar i fizičar Humphrey Davy elektrolizom rastaljenog natrijevog hidroksida (koristeći voltni stupac od 250 pari bakrenih i cinkovih ploča). Naziv "natrij", koji je Davy odabrao za ovaj element, odražava njegovo porijeklo od sode Na 2 CO 3 . Latinski i ruski nazivi elementa potječu od arapskog "natrun" (prirodna soda).

Rasprostranjenost natrija u prirodi i njegovo industrijsko izdvajanje.

Natrij je sedmi najčešći element i peti najčešći metal (nakon aluminija, željeza, kalcija i magnezija). Njegov sadržaj u zemljinoj kori je 2,27%. Najviše natrija nalazi se u sastavu raznih aluminosilikata.

Ogromne naslage natrijevih soli u relativno čistom obliku postoje na svim kontinentima. Oni su rezultat isparavanja drevnih mora. Ovaj proces još uvijek traje u Salt Lakeu (Utah), Mrtvom moru i drugdje. Natrij se nalazi u obliku NaCl klorida (halit, kamena sol), kao i karbonata Na 2 CO 3 NaHCO 3 2H 2 O (trona), NaNO 3 nitrata (nitrat), Na 2 SO 4 10H 2 O sulfata (mirabilit). ), tetraborat Na 2 B 4 O 7 10 H 2 O (boraks) i Na 2 B 4 O 7 4H 2 O (kernit) i druge soli.

Neiscrpne su zalihe natrijeva klorida u prirodnim slanicama i oceanskim vodama (oko 30 kg m–3). Procjenjuje se da bi kamena sol u količini ekvivalentnoj sadržaju natrijevog klorida u oceanima zauzimala prostor od 19 milijuna kubičnih metara. km (50% više od ukupnog volumena sjevernoameričkog kontinenta iznad razine mora). Prizma ovog volumena s baznom površinom od 1 sq. km može doći do mjeseca 47 puta.

Sada je ukupna proizvodnja natrijevog klorida iz morske vode dosegla 6-7 milijuna tona godišnje, što je otprilike trećina ukupne svjetske proizvodnje.

Živa tvar sadrži prosječno 0,02% natrija; ima ga više u životinjama nego u biljkama.

Karakterizacija jednostavne tvari i industrijska proizvodnja metalnog natrija.

Natrij je srebrno-bijeli metal, u tankim slojevima s ljubičastom nijansom, plastičan, čak i mekan (lako se reže nožem), svježi rez natrija svjetluca. Vrijednosti električne i toplinske vodljivosti natrija su dosta visoke, gustoća je 0,96842 g/cm3 (na 19,7°C), talište 97,86°C, vrelište 883,15°C.

Ternarna legura, koja sadrži 12% natrija, 47% kalija i 41% cezija, ima najniže talište za metalne sustave, jednako -78 ° C.

Natrij i njegovi spojevi boje plamen jarko žuto. Dvostruka linija u spektru natrija odgovara prijelazu 3 s 1–3str 1 u atomima elementa.

Reaktivnost natrija je visoka. Na zraku se brzo prekriva filmom mješavine peroksida, hidroksida i karbonata. Natrij gori u kisiku, fluoru i kloru. Pri gorenju metala na zraku nastaje Na 2 O 2 peroksid (s primjesom Na 2 O oksida).

Natrij reagira sa sumporom već kod mljevenja u mužaru, sumporna kiselina se reducira u sumpor ili čak u sulfid. Čvrsti ugljični dioksid ("suhi led") eksplodira u dodiru s natrijem (aparati za gašenje požara ugljičnim dioksidom ne mogu se koristiti za gašenje gorućeg natrija!). S dušikom se reakcija odvija samo u električnom pražnjenju. Natrij ne stupa u interakciju samo s inertnim plinovima.

Natrij aktivno reagira s vodom:

2Na + 2H2O \u003d 2NaOH + H2

Toplina koja se oslobađa tijekom reakcije dovoljna je za taljenje metala. Stoga, ako se mali komadić natrija baci u vodu, on se rastali zbog toplinskog učinka reakcije i kapljica metala, koji je lakši od vode, "trči" po površini vode, pokretana reaktivnom silom. oslobođenog vodika. Natrij mnogo mirnije komunicira s alkoholima nego s vodom:

2Na + 2C 2 H 5 OH \u003d 2C 2 H 5 ONa + H 2

Natrij se lako otapa u tekućem amonijaku stvarajući svijetloplave metastabilne otopine neobičnih svojstava. Na –33,8 ° C, do 246 g metalnog natrija otopi se u 1000 g amonijaka. Razrijeđene otopine su plave, a koncentrirane brončane. Mogu se čuvati oko tjedan dana. Utvrđeno je da je natrij ioniziran u tekućem amonijaku:

Na Na + + e -

Konstanta ravnoteže ove reakcije je 9,9 10 -3 . Odlazeći elektron solvatiran je molekulama amonijaka i tvori kompleks - . Dobivene otopine imaju metalnu električnu vodljivost. Kada amonijak ispari, ostaje izvorni metal. Tijekom dugotrajnog skladištenja otopina postupno gubi boju zbog reakcije metala s amonijakom pri čemu nastaje NaNH 2 amid ili Na 2 NH imid i oslobađa vodik.

Natrij se skladišti ispod sloja dehidrirane tekućine (kerozin, mineralno ulje), transportira se samo u zatvorenim metalnim posudama.

Elektrolitička metoda za industrijsku proizvodnju natrija razvijena je 1890. Talina kaustične sode podvrgnuta je elektrolizi, kao u Davyjevim pokusima, ali korištenjem naprednijih izvora energije od naponskog stupa. U tom procesu, kisik se oslobađa zajedno s natrijem:

anoda (nikal): 4OH - - 4e - \u003d O 2 + 2H 2 O.

U elektrolizi čistog natrijevog klorida postoje ozbiljni problemi povezani, prvo, s bliskim talištem natrijevog klorida i vrelištem natrija, i, drugo, s visokom topljivošću natrija u tekućem natrijevom kloridu. Dodavanje kalijevog klorida, natrijevog fluorida, kalcijevog klorida natrijevom kloridu omogućuje snižavanje temperature taline na 600 ° C. Proizvodnja natrija elektrolizom rastaljene eutektičke smjese (legura dviju tvari s najnižim talištem) 40% NaCl i 60% CaCl 2 na ~ 580 °C u ćeliji koju je dizajnirao američki inženjer G. Downs započeo je 1921. DuPont u blizini elektrane na slapovima Niagare.

Na elektrodama se odvijaju sljedeći procesi:

katoda (željezo): Na + + e - = Na

Ca 2+ + 2e - = Ca

anoda (grafit): 2Cl - - 2e - \u003d Cl 2.

Metalni natrij i kalcij formiraju se na cilindričnoj čeličnoj katodi i podižu se pomoću ohlađene cijevi, u kojoj se kalcij skrućuje i pada natrag u taljevinu. Klor formiran na središnjoj grafitnoj anodi skuplja se ispod kupole od nikla i zatim pročišćava.

Sada je obujam proizvodnje metalnog natrija nekoliko tisuća tona godišnje.

Industrijska uporaba metalnog natrija povezana je s njegovim jakim redukcijskim svojstvima. Dugo se vremena većina proizvedenog metala koristila za proizvodnju tetraetil olova PbEt 4 i tetrametil olova PbMe 4 (benzinska antidetonatorska sredstva) reakcijom alkil klorida s legurom natrija i olova pod visokim tlakom. Sada ova proizvodnja ubrzano opada zbog zagađenja okoliša.

Drugo područje primjene je proizvodnja titana, cirkonija i drugih metala redukcijom njihovih klorida. Manje količine natrija koriste se za stvaranje spojeva kao što su hidrid, peroksid i alkoholati.

Raspršeni natrij vrijedan je katalizator u proizvodnji gume i elastomera.

Sve je veća upotreba rastaljenog natrija kao tekućine za izmjenu topline u nuklearnim reaktorima s brzim neutronima. Natrijevo nisko talište, niska viskoznost i mali presjek apsorpcije neutrona, u kombinaciji s iznimno visokim toplinskim kapacitetom i toplinskom vodljivošću, čine ga (i njegove legure s kalijem) nezamjenjivim materijalom za ove svrhe.

Natrij pouzdano čisti transformatorska ulja, estere i druge organske tvari od tragova vode, a s natrijevim amalgamom možete brzo odrediti sadržaj vlage u mnogim spojevima.

natrijevi spojevi.

Natrij tvori kompletan skup spojeva sa svim uobičajenim anionima. Vjeruje se da u takvim spojevima postoji gotovo potpuno odvajanje naboja između kationskih i anionskih dijelova kristalne rešetke.

natrijev oksid Na 2 O se sintetizira reakcijom Na 2 O 2, NaOH, a najpoželjnije NaNO 2, s metalnim natrijem:

Na 2 O 2 + 2Na \u003d 2Na 2 O

2NaOH + 2Na \u003d 2Na 2 O + H 2

2NaNO 2 + 6Na \u003d 4Na 2 O + N 2

U posljednjoj reakciji natrij se može zamijeniti natrijevim azidom NaN 3:

5NaN 3 + NaNO 2 = 3Na 2 O + 8N 2

Natrijev oksid se najbolje skladišti u bezvodnom benzinu. Služi kao reagens za razne sinteze.

natrijev peroksid Pri oksidaciji natrija nastaje Na 2 O 2 u obliku blijedožutog praha. U tom slučaju, u uvjetima ograničene opskrbe suhim kisikom (zrakom), prvo nastaje Na 2 O oksid, koji zatim prelazi u Na 2 O 2 peroksid. U nedostatku kisika, natrijev peroksid je termički stabilan do ~675°C.

Natrijev peroksid se široko koristi u industriji kao izbjeljivač za vlakna, papirnu masu, vunu itd. Jako je oksidacijsko sredstvo: eksplodira u smjesi s aluminijskim prahom ili ugljenom, reagira sa sumporom (istodobno se zagrijava), pali mnoge organske tekućine. Natrijev peroksid reagira s ugljičnim monoksidom stvarajući karbonat. Reakcijom natrijevog peroksida s ugljikovim dioksidom oslobađa se kisik:

2Na 2 O 2 + 2CO 2 \u003d 2Na 2 CO 3 + O 2

Ova reakcija ima važnu praktičnu primjenu u dišnim aparatima za podmorničare i vatrogasce.

Natrijev superoksid NaO 2 se dobiva polaganim zagrijavanjem natrijevog peroksida na 200-450°C pod tlakom kisika od 10-15 MPa. Dokazi za nastanak NaO 2 prvi su put dobiveni u reakciji kisika s natrijem otopljenim u tekućem amonijaku.

Djelovanje vode na natrijev superoksid dovodi do oslobađanja kisika čak i na hladnoći:

2NaO 2 + H 2 O \u003d NaOH + NaHO 2 + O 2

S porastom temperature povećava se količina oslobođenog kisika, budući da se nastali natrijev hidroperoksid razgrađuje:

4NaO 2 + 2H 2 O \u003d 4NaOH + 3O 2

Natrijev superoksid sastavni je dio sustava za regeneraciju zraka u zatvorenim prostorima.

Natrijev ozonid NaO 3 nastaje djelovanjem ozona na prah bezvodnog natrijevog hidroksida pri niskoj temperaturi, nakon čega slijedi ekstrakcija crvenog NaO 3 tekućim amonijakom.

Natrijev hidroksid NaOH se često naziva kaustična soda ili kaustična soda. Ovo je jaka baza, klasificirana je kao tipična lužina. Iz vodenih otopina natrijevog hidroksida dobiveni su brojni hidrati NaOH. n H 2 O, gdje n= 1, 2, 2,5, 3,5, 4, 5,25 i 7.

Natrijev hidroksid je vrlo agresivan. Uništava staklo i porculan u interakciji sa silicijevim dioksidom koji sadrže:

2NaOH + SiO 2 = Na 2 SiO 3 + H 2 O

Naziv "kaustična soda" odražava korozivni učinak natrijevog hidroksida na živa tkiva. Posebno je opasno dospjeti ova tvar u oči.

Liječnik vojvode od Orleansa Nicolas Leblanc (Leblanc Nicolas) (1742-1806) 1787. godine razvio je prikladan postupak za dobivanje natrijevog hidroksida iz NaCl (patent 1791). Ovaj prvi veliki industrijski kemijski proces bio je veliki tehnološki napredak u Europi u 19. stoljeću. Leblancov proces kasnije je zamijenjen elektrolitičkim postupkom. Godine 1874. svjetska proizvodnja natrijevog hidroksida iznosila je 525 tisuća tona, od čega je 495 tisuća tona dobiveno Leblancovom metodom; do 1902. proizvodnja natrijevog hidroksida dosegla je 1800 tisuća tona, međutim Leblancovom metodom dobiveno je samo 150 tisuća tona.

Danas je natrijev hidroksid najvažnija lužina u industriji. Godišnja proizvodnja samo u SAD-u premašuje 10 milijuna tona.U ogromnim količinama dobiva se elektrolizom slanica. Tijekom elektrolize otopine natrijevog klorida nastaje natrijev hidroksid i oslobađa se klor:

katoda (željezo) 2H 2 O + 2 e- \u003d H 2 + 2OH -

anoda (grafit) 2Cl – – 2 e- \u003d Cl 2

Elektrolizu prati koncentracija lužina u ogromnim isparivačima. Najveći na svijetu (u tvornici PPG Inductries "Lake Charles") ima visinu od 41 m i promjer od 12 m. Otprilike polovica proizvedenog natrijevog hidroksida koristi se izravno u kemijskoj industriji za proizvodnju raznih organskih i anorganskih tvari. : fenol, resorcinol, b-naftol, natrijeve soli (hipoklorit, fosfat, sulfid, aluminati). Osim toga, natrijev hidroksid se koristi u proizvodnji papira i celuloze, sapuna i deterdženata, ulja, tekstila. Također je neophodan u prerada boksita.Važno područje primjene natrijevog hidroksida je neutralizacija kiselina.

Natrijev klorid NaCl je poznat kao kuhinjska sol, kamena sol. Formira bezbojne, blago higroskopne, kubične kristale. Natrijev klorid se tali na 801 ° C, vrije na 1413 ° C. Njegova topljivost u vodi malo ovisi o temperaturi: 35,87 g NaCl otapa se u 100 g vode na 20 ° C, a 38,12 g na 80 ° C.

Natrijev klorid je neophodan i neizostavan začin hrani. U dalekoj prošlosti sol je bila jednaka cijeni zlata. U starom Rimu legionari su često primali plaće ne novcem, već solju, otuda riječ vojnik.

U Kijevskoj Rusiji koristili su sol s područja Karpata, iz slanih jezera i ušća na Crnom i Azovskom moru. Bio je toliko skup da se na svečanim gozbama posluživao na stolovima uglednih gostiju, dok su se ostali razilazili "bez slanog srkanja".

Nakon pripajanja Astrahanske oblasti Moskovskoj državi, Kaspijska jezera postala su važni izvori soli, ali ipak je nije bilo dovoljno, bila je skupa, pa je došlo do nezadovoljstva među najsiromašnijim slojevima stanovništva, što je preraslo u ustanak poznat kao Salt Riot (1648.)

Godine 1711. Petar I izdao je dekret o uvođenju monopola soli. Trgovina solju postala je isključivo pravo države. Monopol nad solju postojao je više od stotinu i pedeset godina i ukinut je 1862. godine.

Sada je natrijev klorid jeftin proizvod. Zajedno s ugljenom, vapnencem i sumporom, jedan je od takozvane "velike četvorke" minerala, najvažnijih za kemijsku industriju.

Najviše natrijevog klorida proizvodi se u Europi (39%), Sjevernoj Americi (34%) i Aziji (20%), dok Južna Amerika i Oceanija čine samo po 3%, a Afrika 1%. Kamena sol tvori goleme podzemne naslage (često debele stotine metara) koje sadrže preko 90% NaCl. Tipično ležište soli u Cheshireu (glavni izvor natrijevog klorida u Ujedinjenom Kraljevstvu) pokriva područje od 60 x 24 km i ima sloj soli debljine oko 400 m. Samo ovo ležište procjenjuje se na više od 10 11 tona.

Svjetska proizvodnja soli do početka 21. stoljeća. dosegla 200 milijuna tona, od čega 60% troši kemijska industrija (za proizvodnju klora i natrijevog hidroksida, kao i papirne mase, tekstila, metala, gume i ulja), 30% - hrana, 10% otpada na dr. područja djelovanja. Natrijev klorid se koristi, primjerice, kao jeftino sredstvo protiv zaleđivanja.

Natrijev karbonat Na 2 CO 3 često se naziva natron soda ili jednostavno soda. U prirodi se nalazi u obliku mljevene salamure, salamure u jezerima i minerala natrona Na 2 CO 3 10H 2 O, termonatita Na 2 CO 3 H 2 O, prijestolja Na 2 CO 3 NaHCO 3 2H 2 O. Natrijevi oblici i dr. razni hidratizirani karbonati, bikarbonati, miješani i dvostruki karbonati, na primjer Na 2 CO 3 7H 2 O, Na 2 CO 3 3NaHCO 3 , aKCO 3 n H20, K2CO3 NaHCO3 2H20.

Među solima alkalnih elemenata dobivenim u industriji najveću važnost ima natrijev karbonat. Najčešće se za njegovu proizvodnju koristi metoda koju je razvio belgijski kemičar-tehnolog Ernst Solvay 1863. godine.

Koncentrirana vodena otopina natrijeva klorida i amonijaka zasiti se ugljičnim dioksidom pod blagim pritiskom. Pritom nastaje talog relativno netopivog natrijevog bikarbonata (topljivost NaHCO3 je 9,6 g na 100 g vode pri 20 °C):

NaCl + NH 3 + H 2 O + CO 2 \u003d NaHCO 3 ÍP + NH 4 Cl

Za dobivanje sode, natrijev bikarbonat se kalcinira:

Oslobođeni ugljikov dioksid vraća se u prvi proces. Kalciniranjem kalcijevog karbonata (vapnenca) dobiva se dodatna količina ugljičnog dioksida:

Drugi proizvod ove reakcije, kalcijev oksid (vapno), koristi se za regeneraciju amonijaka iz amonijevog klorida:

Dakle, jedini nusprodukt proizvodnje sode po Solvay metodi je kalcijev klorid.

Ukupna jednadžba procesa:

2NaCl + CaCO3 \u003d Na2CO3 + CaCl2

Očito je da se u normalnim uvjetima obrnuta reakcija događa u vodenoj otopini, budući da je ravnoteža u ovom sustavu potpuno pomaknuta s desna na lijevo zbog netopljivosti kalcijevog karbonata.

Soda dobivena iz prirodnih sirovina (prirodna soda) ima bolju kvalitetu od sode dobivene amonijačnom metodom (udio klorida manji od 0,2%). Osim toga, specifična kapitalna ulaganja i trošak sode iz prirodnih sirovina su 40-45% niži od onih dobivenih sintetičkim putem. Otprilike trećina svjetske proizvodnje sode sada dolazi iz prirodnih nalazišta.

Svjetska proizvodnja Na 2 CO 3 u 1999. bila je raspoređena na sljedeći način:

Najveći svjetski proizvođač prirodne sode je Sjedinjene Američke Države, gdje su koncentrirane najveće dokazane rezerve trone i slane vode jezera sode. Polje u Wyomingu čini sloj debljine 3 m i površine 2300 km 2 . Njegove rezerve prelaze 10 10 t. U SAD-u je industrija sode orijentirana na prirodne sirovine; posljednja tvornica za sintezu sode zatvorena je 1985. Proizvodnja natrijske sode u Sjedinjenim Državama stabilizirala se na razini od 10,3–10,7 milijuna tona posljednjih godina.

Za razliku od SAD-a, većina zemalja u svijetu gotovo u potpunosti ovisi o proizvodnji sintetičke sode. Drugo mjesto u svijetu u proizvodnji sode nakon Sjedinjenih Država je Kina. Proizvodnja ove kemikalije u Kini 1999. godine dosegla je približno 7,2 milijuna tona, dok je proizvodnja sode u Rusiji iste godine iznosila oko 1,9 milijuna tona.

U mnogim slučajevima, natrijev karbonat je zamjenjiv s natrijevim hidroksidom (npr. u papirnoj pulpi, sapunu, proizvodima za čišćenje). Otprilike polovica natrijeva karbonata koristi se u industriji stakla. Jedno novo područje primjene je uklanjanje sumpornih kontaminanata u emisijama plinova iz elektrana i velikih peći. Prah natrijevog karbonata dodaje se gorivu, koje reagira sa sumpornim dioksidom u krute proizvode, posebice natrijev sulfit, koji se može filtrirati ili istaložiti.

Ranije se natrijev karbonat naširoko koristio kao "soda za pranje rublja", no ta je upotreba sada nestala zbog upotrebe drugih deterdženata za kućanstvo.

Natrijev bikarbonat NaHCO 3 (soda bikarbona) uglavnom se koristi kao izvor ugljičnog dioksida u pečenju kruha, slastica, proizvodnji gaziranih pića i umjetnih mineralnih voda, kao komponenta sredstava za gašenje požara i lijek. To je zbog lakoće njegove razgradnje na 50–100°C.

Natrijev sulfat Na 2 SO 4 se u prirodi nalazi u bezvodnom obliku (tenardit) i kao dekahidrat (mirabilit, Glauberova sol). Ulazi u sastav astrahonita Na 2 Mg (SO 4) 2 4H 2 O, vantofita Na 2 Mg (SO 4) 2, glauberita Na 2 Ca (SO 4) 2. Najveće rezerve natrijevog sulfata nalaze se u zemljama ZND-a, kao iu SAD-u, Čileu i Španjolskoj. Mirabilite, izoliran iz prirodnih naslaga ili salamure slanih jezera, dehidrira se na 100 ° C. Natrijev sulfat je također nusproizvod proizvodnje klorovodika pomoću sumporne kiseline, kao i krajnji proizvod stotina industrijskih postrojenja koja koriste neutralizacija sumporne kiseline natrijevim hidroksidom.

Podaci o ekstrakciji natrijevog sulfata nisu objavljeni, ali se procjenjuje da je svjetska proizvodnja prirodnih sirovina oko 4 milijuna tona godišnje. Ekstrakcija natrijevog sulfata kao nusproizvoda procjenjuje se u cijelom svijetu na 1,5-2,0 milijuna tona.

Dugo se vremena natrijev sulfat malo koristio. Sada je ova tvar osnova industrije papira, budući da je Na 2 SO 4 glavni reagens u proizvodnji kraft celuloze za pripremu smeđeg omotnog papira i valovitog kartona. Drvene strugotine ili piljevina obrađuju se u vrućoj alkalnoj otopini natrijevog sulfata. Otapa lignin (komponentu drva koja veže vlakna) i oslobađa celulozna vlakna koja se zatim šalju u strojeve za izradu papira. Preostala otopina se isparava dok ne postane zapaljiva, osiguravajući paru za biljku i toplinu za isparavanje. Otopljeni sulfat i natrijev hidroksid otporni su na plamen i mogu se ponovno koristiti.

Manji dio natrijevog sulfata koristi se u proizvodnji stakla i deterdženata. Hidratizirani oblik Na 2 SO 4 ·10H 2 O (Glauberova sol) je laksativ. Sada se koristi manje nego prije.

natrijev nitrat NaNO 3 naziva se natrijev ili čileanski nitrat. Čini se da su velike naslage natrijeva nitrata pronađene u Čileu nastale biokemijskom razgradnjom organskih ostataka. Na početku oslobođeni amonijak vjerojatno je oksidirao u nitratnu i nitratnu kiselinu, koje su zatim reagirale s otopljenim natrijevim kloridom.

Natrijev nitrat dobiva se apsorpcijom dušikovih plinova (smjesa dušikovih oksida) otopinom natrijevog karbonata ili hidroksida ili izmjenjivačkom interakcijom kalcijevog nitrata s natrijevim sulfatom.

Natrijev nitrat se koristi kao gnojivo. Sastojak je tekućih solnih rashladnih sredstava, kupki za stvrdnjavanje u metaloprerađivačkoj industriji, spojeva za skladištenje topline. Ternarna smjesa od 40 % NaNO 2, 7 % NaNO 3 i 53 % KNO 3 može se koristiti od tališta (142 °C) do ~600 °C. Natrijev nitrat se koristi kao oksidacijsko sredstvo u eksplozivima, raketnim gorivima, pirotehnici kompozicije. Koristi se u proizvodnji stakla i natrijevih soli, uključujući nitrit, koji služi kao konzervans za hranu.

natrijev nitrit NaNO 2 se može dobiti termičkom razgradnjom natrijeva nitrata ili njegovom redukcijom:

NaNO 3 + Pb = NaNO 2 + PbO

Za industrijsku proizvodnju natrijevog nitrita, dušikovi oksidi se apsorbiraju vodenom otopinom natrijevog karbonata.

Natrijev nitrit NaNO 2, osim što se koristi s nitratima kao talinama koje provode toplinu, široko se koristi u proizvodnji azo-bojila, za inhibiciju korozije i konzerviranje mesa.

Elena Savinkina

Pretvarač dužine i udaljenosti Pretvarač mase Pretvarač mase i volumena hrane Pretvarač površine Pretvarač volumena i recepture Pretvarač jedinica Pretvarač temperature Pretvarač tlaka, naprezanja, Youngovog modula Pretvarač energije i rada Pretvarač snage Pretvarač sile Pretvarač vremena Pretvarač linearne brzine Pretvarač ravnog kuta Pretvarač toplinske učinkovitosti i učinkovitosti goriva brojeva u različitim brojevnim sustavima Pretvarač mjernih jedinica količine informacija Tečaj valuta Dimenzije ženske odjeće i obuće Dimenzije muške odjeće i obuće Pretvarač kutne brzine i rotacijske frekvencije Pretvarač akceleracije Pretvarač kutnog ubrzanja Pretvarač gustoće Pretvarač specifičnog volumena Pretvarač momenta tromosti Moment pretvarač sile Pretvarač momenta Pretvarač specifične kalorične vrijednosti (po masi) Pretvarač gustoće energije i specifične kalorične vrijednosti (po volumenu) Pretvarač temperaturne razlike Pretvarač koeficijenta Koeficijent toplinskog širenja Pretvarač toplinskog otpora Pretvarač toplinske vodljivosti Pretvarač specifičnog toplinskog kapaciteta Pretvarač izloženosti energiji i snage zračenja Pretvarač gustoće toplinskog toka Pretvarač koeficijenta prijenosa topline Pretvarač volumenskog protoka Pretvarač masenog protoka Pretvarač molarnog protoka Pretvarač masenog toka Pretvarač gustoće molarne koncentracije Pretvarač masene koncentracije u otopini Dinamički ( Pretvarač kinematičke viskoznosti Pretvarač površinske napetosti Pretvarač propusnosti pare Pretvarač gustoće protoka vodene pare Pretvarač razine zvuka Pretvarač osjetljivosti mikrofona Pretvarač razine zvučnog tlaka (SPL) Pretvarač razine zvučnog tlaka s odabirom referentnog tlaka Pretvarač svjetline Pretvarač intenziteta svjetlosti Pretvarač osvjetljenja Pretvarač računalne grafike Razlučivost Pretvarač frekvencije i valne duljine Snaga u dioptrijama i žarišna duljina Snaga udaljenosti u dioptrijama i povećanje leće (×) Pretvarač električnog naboja Pretvarač gustoće linearnog naboja Pretvarač gustoće površinskog naboja Volumetrijski pretvarač gustoće naboja Pretvarač električne struje Pretvarač linearne gustoće struje Pretvarač površinske gustoće struje Pretvarač jakosti električnog polja Pretvarač elektrostatičkog potencijala i napona Pretvarač električnog otpora Pretvarač električni Otpor Pretvarač električne vodljivosti Pretvarač električne vodljivosti Pretvarač induktiviteta kapaciteta US Pretvarač promjera žice Razine u dBm (dBm ili dBm), dBV (dBV), vatima itd. jedinice Pretvarač magnetomotorne sile Pretvarač jakosti magnetskog polja Pretvarač magnetskog toka Pretvarač magnetske indukcije Zračenje. Pretvarač brzine apsorbirane doze ionizirajućeg zračenja u radioaktivnost. Zračenje pretvarača radioaktivnog raspada. Pretvarač doze zračenja. Pretvarač apsorbirane doze Pretvarač decimalnog prefiksa Prijenos podataka Tipografija i obrada slike Pretvarač jedinica Pretvarač jedinica Obujam drva Pretvarač jedinica Izračun molarne mase Periodni sustav kemijskih elemenata D. I. Mendeljejeva

Kemijska formula

Molarna masa NaC 2 H 5 O, natrij natrij 68.05027 g/mol

22.98977+12.0107 2+1.00794 5+15.9994

Maseni udjeli elemenata u spoju

Korištenje kalkulatora molarne mase

• Kemijske formule moraju biti unesene s razlikovanjem velikih i malih slova
• Indeksi se unose kao uobičajeni brojevi
• Točka na srednjoj crti (znak množenja), koja se koristi, na primjer, u formulama kristalnih hidrata, zamijenjena je pravilnom točkom.
• Primjer: umjesto CuSO₄ 5H₂O, pretvarač koristi pisanje CuSO4.5H2O radi lakšeg unosa.

Znanost kuhanja kave: pritisak

Kalkulator molarne mase

madež

Sve tvari sastoje se od atoma i molekula. U kemiji je važno točno izmjeriti masu tvari koje ulaze u reakciju i iz nje nastaju. Prema definiciji, mol je SI jedinica za količinu tvari. Jedan mol sadrži točno 6,02214076×10²³ elementarnih čestica. Ova vrijednost je numerički jednaka Avogadrovoj konstanti N A kada se izrazi u jedinicama mol⁻¹ i naziva se Avogadrovim brojem. Količina tvari (simbol n) sustava je mjera broja strukturnih elemenata. Strukturni element može biti atom, molekula, ion, elektron ili bilo koja čestica ili skupina čestica.

Avogadrova konstanta N A = 6,02214076×10²³ mol⁻¹. Avogadrov broj je 6,02214076×10²³.

Drugim riječima, mol je količina tvari jednaka masi zbroju atomskih masa atoma i molekula tvari, pomnoženih s Avogadrovim brojem. Mol je jedna od sedam osnovnih jedinica SI sustava i označava se molom. Budući da su naziv jedinice i njezin simbol isti, treba napomenuti da se simbol ne mijenja, za razliku od naziva jedinice koji se može odbiti prema uobičajenim pravilima ruskog jezika. Jedan mol čistog ugljika-12 jednak je točno 12 grama.

Molekulska masa

Molarna masa je fizičko svojstvo tvari, definirano kao omjer mase te tvari i količine tvari u molovima. Drugim riječima, to je masa jednog mola tvari. U SI sustavu jedinica molarne mase je kilogram/mol (kg/mol). Međutim, kemičari su navikli koristiti prikladniju jedinicu g/mol.

molarna masa = g/mol

Molarna masa elemenata i spojeva

Spojevi su tvari koje se sastoje od različitih atoma koji su međusobno kemijski vezani. Na primjer, sljedeće tvari koje se mogu naći u kuhinji svake domaćice su kemijski spojevi:

• sol (natrijev klorid) NaCl
• šećer (saharoza) C₁₂H₂₂O₁₁
• ocat (otopina octene kiseline) CH₃COOH

Molarna masa kemijskih elemenata u gramima po molu numerički je ista kao i masa atoma elementa, izražena u jedinicama atomske mase (ili daltonima). Molarna masa spojeva jednaka je zbroju molarnih masa elemenata koji čine spoj, uzimajući u obzir broj atoma u spoju. Na primjer, molarna masa vode (H₂O) je približno 1 × 2 + 16 = 18 g/mol.

Molekulska masa

Molekulska težina (stari naziv je molekularna težina) je masa molekule, izračunata kao zbroj masa svakog atoma koji čini molekulu, pomnožen s brojem atoma u toj molekuli. Molekularna težina je bez dimenzija fizikalna veličina brojčano jednaka molarnoj masi. To jest, molekularna težina se razlikuje od molarne mase u dimenziji. Iako je molekularna masa bezdimenzijska veličina, ona ipak ima vrijednost koja se naziva jedinica atomske mase (amu) ili dalton (Da), a približno je jednaka masi jednog protona ili neutrona. Jedinica atomske mase također je brojčano jednaka 1 g/mol.

Izračun molarne mase

Molarna masa izračunava se na sljedeći način:

• odrediti atomske mase elemenata prema periodnom sustavu;
• odrediti broj atoma svakog elementa u formuli spoja;
• odrediti molarnu masu zbrajanjem atomskih masa elemenata uključenih u spoj, pomnoženih s njihovim brojem.

Na primjer, izračunajmo molarnu masu octene kiseline

Sastoji se od:

• dva atoma ugljika
• četiri atoma vodika
• dva atoma kisika

• ugljik C = 2 × 12,0107 g/mol = 24,0214 g/mol
• vodik H = 4 × 1,00794 g/mol = 4,03176 g/mol
• kisik O = 2 × 15,9994 g/mol = 31,9988 g/mol
• molarna masa = 24,0214 + 4,03176 + 31,9988 = 60,05196 g/mol

Naš kalkulator radi upravo to. U njega možete unijeti formulu octene kiseline i provjeriti što se događa.

Je li vam teško prevoditi mjerne jedinice s jednog jezika na drugi? Kolege su vam spremne pomoći. Postavite pitanje na TCTerms i u roku od nekoliko minuta dobit ćete odgovor.

Početak 19. stoljeća natrij zvan sodom. Ovo je ime elementu dao Humphry Davy, koji je uspio izolirati metal iz alkalija. Kemičar ga je malo navlažio i podvrgao elektrolizi. Wilhelm Hilbert predložio je promjenu imena elementa koji je otkrio Humphrey.

Autor je poznatog Annals of Physics. Znanstvenik je počeo zvati natrij natrij. Slučaj je nastavio Jens Berzelius. Kemičar iz Švedske uveo je kraticu natrij. O svojstvima i ulozi ovog metala u životima ljudi - naš sljedeći materijal.

Kemijska i fizikalna svojstva natrija

Element je uključen u glavnu podskupinu 1. skupine, zauzimajući 11. mjesto. U koloni su svi metali alkalni, pa tako i natrij. Voda reagira s njim. Nastaje kaustična lužina. Druga zajednička značajka metala iz skupine je prisutnost samo jednog elektrona u vanjskoj orbiti atoma.

To čini natrij snažnim redukcijskim sredstvom. Element lako predaje elektron vanjskoj razini, povećavajući svoje oksidacijsko stanje. Atom dolazi do završene ljuske prethodne razine.

Smanjenje aktivnosti razlog je nepostojanja čistog metala u prirodi. Možete pronaći samo veze. Tako, natrijev klorid- To je kuhinjska sol. Natrijev karbonat- soda bikarbona. Dakle, metal nije uzalud izvorno nazvan natrij.

Moglo se imenovati i neter. Pod tim imenom tvar se pojavljuje u Starom zavjetu. Što se tiče, ljudi su ga počeli koristiti još u doba paleolitika, odnosno prije otprilike 6000 godina.

Najenergičniji natrij međusobno djeluje ne samo s vodom, nego i sa svim nemetalima. Da bi se dobio delikatan od aktivnog redukcijskog sredstva, 11. element se kombinira sa. Nastaje amalgam.

Ako je, naprotiv, potrebno povećati agresivnost natrija, dodaje se kisik. Rezultat je peroksid, snažno oksidacijsko sredstvo. U njegovoj se atmosferi većina tvari zapali.

Teško i "karakterno" natrijev hidroksid. Naziva se kaustikom. Spoj nagriza tkanine, kožu i druge organske tvari i tvari napravljene na njihovoj osnovi. Istina, u zraku natrijev hidroksid hvata ugljični dioksid i neutralizira se, pretvarajući se u karbonat.

Kad se Humphry Davy uspio izolirati čisti natrij, svijet je saznao kako to izgleda. Metal je srebrnobijele boje. Tanki dijelovi odlijevaju ljubičastu boju. Formula natrijačini je mekom i podatnom.

Reže se običnim nožem i sjaji na kliznoj površini oštrice. Element ima nisku talište - 97 stupnjeva. Natrij vrije na 883 Celzija.

Čisti metal dobro provodi toplinu i struju, nema veliku gustoću. Njegov indeks 11. elementa manji je od jedan. Ovo ne umanjuje važnost natrija u biološkim procesima.

Metal se nalazi u biljnim i životinjskim tkivima. Da, u ljudskom tijelu otopina natrija- dio krvne plazme, probavnog i limfnog.

Osmotski tlak, primjerice, podržava upravo 11. element. Koristila ga je ne samo priroda, već i čovjek. Težina natrija ide npr. u industrijske svrhe. Koji? O tome ćemo govoriti u sljedećem poglavlju.

Primjena natrija

U prirodi je element predstavljen samo 1 stabilnim izotopom. Njegov maseni broj je 23. Još 15 izotopa stvoreno je u umjetnim uvjetima. Nisu stabilni, većina se uništi za par minuta. Iznimka: - 22. i 24. Na.

Vrijeme poluraspada ovih izotopa je značajno. Prvi traje 2,5 godine, aktivno emitira pozitrone, što služi znanosti. Poluživot drugog je 15 sati. Dovoljno da posluži medicini i pomogne oboljelima od leukemije.

U području nuklearne energije natrij je postao rashladno sredstvo. Dobro nam je došao "zalet" između tališta i vrelišta elementa. Interval od 800 Celzijevih stupnjeva omogućuje, primjerice, punjenje krugova nositelja energije nuklearnih podmornica alkalnim metalom. Natrij uzima toplinu iz reaktora bez vrenja.

Moguće je održavati temperaturu unutar razumnih granica zahvaljujući kruženju tekućeg metala između reaktora i generatora pare. Ovo posljednje se odvija natrijevo hlađenje, voda isparava. Tako se ispostavlja da se turbina okreće energijom pare pod visokim pritiskom.

Čisti element također je koristan u metalurgiji. Kakvu ulogu ima natrij? Uputa primjena je sljedeća: metal ojačava legure na bazi olova. Za kvalitetu je dovoljno oko 1,5% 11. elementa. Natrij se također dodaje legurama drugih metala. Njima se više ne postiže čvrstoća, već vatrostalnost smjesa.

Od proizvoda vrijedi spomenuti žice. Kupi natrij jer je njihova proizvodnja isplativija od uobičajene. Elektricitet 11. element provodi 3 puta lošije. S druge strane, alkalni metal je 9 puta lakši.

Ovaj argument natjerao je industrijalce da se prebace na natrijeve sabirnice za velike struje. Tanke žice nastavile su se izrađivati ​​od uobičajenog bakra i.

Sada o ulozi natrijevi spojevi. Peroksid ne samo da zapaljuje tvari, već također može izbijeliti tkanine. Hidroksid 11. metala potreban je naftašima. Spoj pročišćava tekuće proizvode prerade. Oni također kupuju hidroksid za proizvodnju tvrdih vrsta deterdženata. Bez kaustične tvari nemoguće je saponificirati masti u njima.

Paralelno, bijeli prah bez mirisa uključen je u proizvodnju tekstila. Ovdje je oklada otopina natrijeva klorida. Alat može posvijetliti i listove za pisanje i tkanine. U narodu se reagens naziva izbjeljivač.

Natrijev tetraborat postao lijek za kandidijazu i druge vaginalne infekcije. Natrijev sulfacyp- lijek koji pomaže kod konjunktivitisa i drugih upalnih procesa u očima. Protuotrov za trovanje soli i opću intoksikaciju tijela postaje natrijev tiosulfat.

Hrana je u narodu poznata kao lijek protiv žgaravice. natrijev bikarbonat- lužina koja neutralizira želučanu kiselinu. 11. element se također koristi za zatvor. Pomaže natrijev sulfat.

Osim u medicinskoj sferi, element se također cijeni u kozmetologiji. natrijeva kiselina- ništa više od hijalurona. Održava kožu mladolikom. Injekcije se nalaze, u pravilu, u nasolabijalnim naborima, borama. Kiselina ih ispunjava. U mladosti tijelo proizvodi hijaluronat, no s godinama se taj proces usporava. Morate ubrizgati lijek izvana.

Na slici su namirnice koje sadrže natrij.

Čovječanstvo je prvo cijenilo natrijeve soli. Ali, u 21. stoljeću, šarm cijanidnog oblika metala bio je poznat. Ona pomaže da se dobije. Dragulj se topi u natrijevom cijanidu. Istina, i neke druge složene rude prelaze u tekući oblik.

Ipak, već je lakše izvući zlato iz složene taline nego iz čvrstih masa. U završnoj fazi, oni se "spajaju" i ... plemeniti metal je miniran.

Rudarstvo natrija

Ako trebate čisti element, on se ekstrahira iz obične kuhinjske soli. Njegove naslage nalaze se na svim kontinentima. Ako nema dovoljno resursa, vode mora su skladište soli. Odaberite iz natrijev klorid moguće taljenjem i zatim elektrolizom. Katode uzimaju željezo ili bakar. Anode se kupuju od.

U sol se dodaju natrijev fluorid i kalijev klorid. Smanjuju temperaturu omekšavanja sirovina s 800 na 500 stupnjeva Celzijusa. Time se smanjuje gubitak natrija u obliku isparavanja. Metoda je dvostruko korisna, jer se istovremeno s 11. elementom iskopava i čisti klor.

Cijena natrija

Trošak artikla ovisi o tome što se kupuje otopina natrijevog hidroksida, čisti metal, njegov sulfat ili drugi spoj. Cijena također ovisi o tome kupuje li se, na primjer, kao dio lijeka ili zasebno. Sfere upotrebe natrijeve mase, stotine i tisuće proizvođača.

Svatko ima svoje zahtjeve. Neke se tvari lako dobivaju praktički u gotovom obliku, ista sol. Košta oko 10-20 rubalja po kilogramu. Drugi natrijevi spojevi moraju se sintetizirati, što povećava njihovu cijenu.

Na ovaj ili onaj način, čovječanstvo je spremno platiti za dobrobiti koje mu donosi 11. element. Njegovo rudarenje je aktivno i, očito, neće prestati.

DEFINICIJA

Natrij je jedanaesti element periodnog sustava elemenata. Oznaka - Na od latinskog "natrija". Smješten u treću periodu, grupa IA. Odnosi se na metale. Nuklearni naboj je 11.

Natrij je jedan od najzastupljenijih elemenata na zemlji. Pronađen je u sunčevoj atmosferi i međuzvjezdanom prostoru. Najvažniji natrijevi minerali: NaCl (halit), Na 2 SO 4 × 10H 2) (mirabelit), Na 3 AlF 6 (kriolit), Na 2 B 4 O 7 × 10H 2) (boraks) i dr. Sadržaj natrijeve soli u hidrosferi (oko 1,5×10 16 t).

Natrijevi spojevi ulaze u biljne i životinjske organizme u potonjem slučaju uglavnom u obliku NaCl. U ljudskoj krvi, Na + ioni čine 0,32%, u kostima - 0,6%, u mišićnom tkivu - 0,6-1,5%.

U obliku jednostavne tvari natrij je srebrnastobijeli metal (slika 1). Toliko je mekan da se lako može rezati nožem. Zbog lake oksidacije na zraku, natrij se skladišti ispod sloja kerozina.

Riža. 1. Natrij. Izgled.

Atomska i molekularna težina natrija

DEFINICIJA

Relativna molekulska težina tvari (M r) je broj koji pokazuje koliko je puta masa dane molekule veća od 1/12 mase ugljikovog atoma, i relativna atomska masa elementa(A r) - koliko je puta prosječna masa atoma kemijskog elementa veća od 1/12 mase atoma ugljika.

Budući da natrij postoji u slobodnom stanju u obliku monoatomskih molekula Na, vrijednosti njegove atomske i molekularne mase su iste. Oni su jednaki 22,9898.

Izotopi natrija

Poznato je dvadeset izotopa natrija s masenim brojevima od 18 do 37, od kojih je 23 Na najstabilniji, s vremenom poluraspada manjim od minute.

natrijevi ioni

Na vanjskoj energetskoj razini atoma natrija postoji jedan elektron, koji je valentan:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 .

Kao rezultat kemijske interakcije, natrij odustaje od svog jedinog valentnog elektrona, tj. je njegov donor i pretvara se u pozitivno nabijeni ion:

Na 0 -1e → Na + .

Molekula i atom natrija

U slobodnom stanju natrij postoji u obliku monoatomskih molekula Na. Evo nekih svojstava koja karakteriziraju atom i molekulu natrija:

Natrijeve legure

Najvažnija područja primjene natrija su nuklearna energetika, metalurgija i industrija organske sinteze. U nuklearnoj energetici natrij i njegova legura s kalijem koriste se kao rashladna sredstva od tekućih metala. Legura natrija s kalijem koja sadrži 77,2% (tež.) kadija je u tekućem stanju u širokom temperaturnom rasponu, ima visok koeficijent prolaza topline i ne stupa u interakciju s većinom konstrukcijskih materijala ni pri normalnim ni pri povišenim temperaturama.

Natrij se koristi kao dodatak za otvrdnjavanje legura olova.

Sa živom natrij tvori tvrdu leguru - natrijev amalgam, koji se ponekad koristi kao blaži redukcijski agens umjesto čistog metala.

Primjeri rješavanja problema

PRIMJER 1