Натрият е един от алкалните метали. Таблицата на химичните елементи го показва като атом, принадлежащ към третия период и към първата група.
Физически свойства
Този раздел ще разгледа характеристиките на натрия от гледна точка на физиката. Като начало, в чиста форма това е сребристо твърдо вещество с метален блясък и ниска твърдост. Натрият е толкова мек, че може лесно да се реже с нож. Точката на топене на това вещество е доста ниска и е седемдесет и девет градуса по Целзий. Атомната маса на натрия също е малка, ще говорим за това по-късно. Плътността на този метал е 0,97 g/cm3.
Химична характеристика на натрий
Този елемент има много висока активност - той е в състояние бързо и бурно да реагира с много други вещества. Също така таблицата на химичните елементи ви позволява да определите такава стойност като моларната маса - за натрия тя е двадесет и три. Един мол е такова количество вещество, което съдържа 6,02 x 10 до 23-та степен атоми (молекули, ако веществото е сложно). Познавайки моларната маса на даден елемент, можете да определите колко ще тежи определен брой молове от дадено вещество. Да сеНапример, два мола натрий тежат четиридесет и шест грама. Както бе споменато по-горе, този метал е един от най-реактивните, той принадлежи към алкалните, съответно неговият оксид може да образува алкали (силни основи).
Как се образуват оксидите
Всички вещества от тази група, включително в случая на натрий, могат да бъдат получени чрез изгаряне на оригинала. По този начин металът реагира с кислород, което води до образуването на оксид. Например, ако изгорим четири мола натрий, ние изразходваме един мол кислород и получаваме два мола оксид от този метал. Формулата за натриев оксид е Na2O. Уравнението на реакцията изглежда така: 4Na + O2=2Na2O. Ако добавите вода към полученото вещество, се образува алкали - NaOH.
Вземайки по един мол оксид и вода, получаваме два мола основа. Ето уравнението за тази реакция: Na2O + H2O=2NaOH. Полученото вещество се нарича още натриев хидроксид. Това се дължи на неговите изразени алкални свойства и висока химическа активност. Подобно на силните киселини, натрият каустик реагира активно със соли на нискоактивни метали, органични съединения и др. По време на взаимодействието със солите възниква обменна реакция - образуват се нова сол и нова основа. Каустичният натриев разтвор може лесно да унищожи тъканта, хартията, кожата, ноктите, така че изисква спазване на правилата за безопасност при работа с него. Натриевият хидроксид се използва в химическата промишленост като катализатор, както и в ежедневието като средство за премахванепроблеми със запушени тръби.
Реакции с халогени
Това са прости вещества, състоящи се от химични елементи, които принадлежат към седмата група на периодичната система. Техният списък включва флуор, йод, хлор, бром. Натрият е в състояние да реагира с всички тях, за да образува съединения като натриев хлорид/бромид/йодид/флуорид. За да извършите реакцията, трябва да вземете два мола от въпросния метал, да добавите един мол флуор към него. В резултат на това получаваме натриев флуорид в количество от два мола. Този процес може да бъде записан като уравнение: Na + F2=2NaF. Натриевият флуорид, който получихме, се използва при производството на пасти за зъби против кариес, както и препарати за различни повърхности. По подобен начин добавянето на хлор може да доведе до натриев хлорид (кухненска сол), натриев йодид, който се използва при производството на металхалогенни лампи, и натриев бромид, който се използва като лекарство за неврози, безсъние, истерия и други нервни разстройства. система.
С други прости вещества
Възможни са и реакции на натрий с фосфор, сяра (сяра), въглерод (въглерод). Такива химични взаимодействия могат да се осъществят само ако се създадат специални условия под формата на висока температура. По този начин протича реакция на присъединяване. С негова помощ можете да получите вещества като натриев фосфид, натриев сулфид, натриев карбид.
Пример е добавянето на атоми на даден метал към атомите на фосфора. Ако вземем три бенкиот въпросния метал и един мол от втория компонент, след което ги нагряваме, получаваме един мол натриев фосфид. Тази реакция може да се запише като следното уравнение: 3Na + Р=Na3P. В допълнение, натрият е в състояние да реагира както с азот, така и с водород. В първия случай се образува нитридът на даден метал, във втория - хидрид. Примерите включват следните уравнения на химични реакции: 6Na + N2=2Na3N; 2Na + H2=2NaH. Първото взаимодействие изисква електрически разряд, второто изисква висока температура.
Реакции с киселини
Химическата характеристика на натрия не свършва с прости вещества. Този метал също реагира с всички киселини. В резултат на такива химични взаимодействия се образуват натриева сол и водород. Например, когато въпросният метал взаимодейства със солна киселина, се образува кухненска сол и водород, който се изпарява. Тази реакция може да бъде изразена с помощта на уравнението на реакцията: Na + HCl=NaCl + H2. Този вид химично взаимодействие се нарича реакция на заместване. Може също да произвежда соли като фосфат, нитрат, нитрит, сулфат, сулфит, натриев карбонат.
Взаимодействие със соли
Натрият реагира със соли на всички метали с изключение на калия и калция (те са по-реактивни от въпросния елемент). В такъв случай, както и в предишния, възниква реакция на заместване. Атомите на разглеждания метал заемат мястото на атомите на химически по-слаб метал. Така, като смесим два мола натрий и един мол магнезиев нитрат, получаваме натриев нитрат в количество от два мола, както и чист магнезий - един мол. Можете да напишете уравнението за тази реакция, както следва: 2Na + Mg(NO3)2=2NaNO3+ Mg. По същия принцип могат да се получат много други натриеви соли. Също така, този метод може да се използва за получаване на метали от техните соли.
Какво ще стане, ако добавите вода към натрий
Това е може би едно от най-разпространените вещества на планетата. И с него въпросният метал също е способен да влезе в химическо взаимодействие. В този случай се образува натриев хидроксид, който вече беше обсъден по-горе, или натриев хидроксид.
За да извършите такава реакция, трябва да вземете два мола натрий, да добавите вода към него, също в количество от два мола, и в резултат ще получим два мола хидроксид и един мол водород, който ще се отдели като газ с остра миризма.
Натрият и неговото въздействие върху организмите
След като разгледахме този метал от химическа гледна точка, нека да преминем към биологичната характеристика на натрия. Той е един от важните микроелементи. На първо място, това е един от компонентите на животинската клетка. Тук той изпълнява важни функции: заедно с калия поддържа мембранния потенциал, участва в образуването и разпространението на нервен импулс между клетките и е необходим химичен елемент за осмотичните процеси (което е необходимо например за функционирането на бъбречни клетки). Освен това натрият е отговорен за водно-солевия баланс на клетката. Също и без товахимичен елемент, е невъзможно да се транспортира глюкоза през кръвта, която е толкова необходима за функционирането на мозъка. Този метал също участва в процеса на мускулна контракция.
Този микроелемент е необходим не само на животните - натрият в тялото на растенията също изпълнява важни функции: участва в процеса на фотосинтеза, подпомага транспортирането на въглехидрати, а също така е необходим за преминаването на органични и неорганични вещества през мембрани.
Излишък и дефицит на натрий
Прекомерният прием на сол за дълго време може да доведе до повишено съдържание на този химичен елемент в тялото. Симптомите на излишък на натрий могат да бъдат повишаване на телесната температура, подуване, повишена нервна възбудимост, нарушена функция на бъбреците. В случай на поява на такива симптоми е необходимо да премахнете от диетата кухненска сол и продукти, в които има много този метал (списъкът ще бъде даден по-долу), след което незабавно се консултирайте с лекар. Намаленото съдържание на натрий в организма също води до неприятни симптоми и органна дисфункция. Този химичен елемент може да се измие с продължителна употреба на диуретични лекарства или при пиене само на пречистена (дестилирана) вода, с повишено изпотяване и дехидратация на тялото. Симптомите на недостиг на натрий са жажда, суха кожа и лигавици, повръщане и гадене, лош апетит, нарушено съзнание и апатия, тахикардия, спиране на пълната бъбречна функция.
Храни с високо съдържание на натрий
Доза да избегнете твърде високо или твърде ниско съдържание в организма на въпросния химичен елемент, трябва да знаете в коя храна има най-много него. На първо място, това е вече споменатата по-горе кухненска сол. Съдържа 40% натрий. Може да бъде и морска сол. Освен това този метал се намира в соята и соевия сос. В морските дарове се наблюдава голямо количество натрий. Това са водорасли, повечето видове риби, скариди, октоподи, месо от раци, хайвер, раци и др. Съдържанието на натрий в тях се дължи на факта, че тези организми живеят в солена среда с висока концентрация на соли на различни метали, които са важни за нормалното функциониране на тялото.
Използване на този метал и някои от неговите съединения
Употребата на натрий в индустрията е много разнообразна. На първо място, това вещество се използва в химическата промишленост. Тук е необходимо да се получат вещества като хидроксида на въпросния метал, неговия флуорид, сулфати и нитрати. Освен това се използва като силен редуктор – за изолиране на чисти метали от техните соли. Има специален технически натрий, предназначен за използване за такива цели. Неговите свойства са фиксирани в GOST 3273-75. Поради силните редуциращи свойства, споменати по-горе, натрият се използва широко в металургията.
Също така, този химичен елемент намира своето приложение във фармацевтичната индустрия, където най-често е необходим за получаване на неговия бромид, който е един от основните компонентимного успокоителни и антидепресанти. В допълнение, натрият може да се използва при производството на газоразрядни лампи - това ще бъдат източници на ярко жълта светлина. Химично съединение като натриев хлорат (NaClO3) унищожава младите растения, така че се използва за отстраняването им от железопътните релси, за да се предотврати свръхрастежът на последните. Натриевият цианид е широко използван в златодобивната индустрия. С негова помощ този метал се получава от скали.
Как се получава натрий
Най-често срещаният начин е реакцията на карбоната на въпросния метал с въглерод. За да направите това, е необходимо да загреете двете посочени вещества до температура от около хиляда градуса по Целзий. В резултат на това се образуват две химични съединения като натрий и изпарения. Когато един мол натриев карбонат реагира с два мола въглерод, се получават два мола желания метал и три мола въглероден оксид. Уравнението за горната реакция може да се запише, както следва: NaCO3 + 2С=2Na + 3СО. По подобен начин този химичен елемент може да бъде получен от другите му съединения.
Качествени реакции
Наличието на натрий+, както всички други катиони или аниони, може да се определи чрез специални химически манипулации. Качествена реакция към натриевия йон е горяща - в присъствието му пламъкът ще бъде оцветен в жълто.
Къде може да се намери въпросният химичен елемент в природата
Първо, както вече споменахме,той е един от компонентите както на животинските, така и на растителните клетки. Също така високата му концентрация се наблюдава в морската вода. Освен това натрият е част от някои минерали. Това са например силвинит, формулата му е NaCl • KCl, както и карналит, чиято формула е KCl•MgCl2•6H2 О Първият от тях има хетерогенна структура с редуващи се многоцветни части, в цвета му се срещат оранжево, розово, синьо, червено. Този минерал е напълно разтворим във вода. Карналитът, в зависимост от мястото на образуване и примесите, също може да има различни цветове. Тя може да бъде червена, жълта, бяла, светло синя, а също и прозрачна. Има мек блясък, лъчите на светлината в него са силно пречупени. Тези два минерала служат като суровини за получаване на метали, които са част от тях: натрий, калий, магнезий.
Учените смятат, че металът, който изследвахме в тази статия, е един от най-разпространените в природата, тъй като масовата му част в земната кора е два процента и половина.
