Üzenet a nátriumról. Nátrium
| Nátrium | |
|---|---|
| Atomszám | 11 |
| Egy egyszerű anyag megjelenése | ezüst-fehér puha fém |
| Az atom tulajdonságai | |
| Atomtömeg (móltömeg) |
22.989768 a. e.m. (/mol) |
| Atomsugár | 190 óra |
| Ionizációs energia (első elektron) |
495,6 (5,14) kJ/mol (eV) |
| Elektronikus konfiguráció | 3s 1 |
| Kémiai tulajdonságok | |
| Kovalens sugár | 154 óra |
| Ion sugara | 97 (+1e) pm |
| Elektronegativitás (Pauling szerint) |
0,93 |
| Elektróda potenciál | -2,71 V |
| Oxidációs állapotok | 1 |
| Egy egyszerű anyag termodinamikai tulajdonságai | |
| Sűrűség | 0,971 /cm³ |
| Moláris hőkapacitás | 28,23 J/(mol) |
| Hővezető | 142,0 W/(·) |
| Olvadási hőmérséklet | 370,96 |
| Olvadáshő | 2,64 kJ/mol |
| Forráshőmérséklet | 1156,1 |
| Párolgási hő | 97,9 kJ/mol |
| Moláris térfogat | 23,7 cm³/mol |
| Egyszerű anyag kristályrácsa | |
| Rácsszerkezet | köbös testközpontú |
| Rács paraméterei | 4,230 |
| c/a arány | — |
| Debye hőmérséklet | 150 K |
| Na | 11 |
| 22,98977 | |
| 3s 1 | |
| Nátrium | |
Nátrium —elem az első csoport fő alcsoportja, D. I. Mengyelejev kémiai elemeinek periodikus rendszerének harmadik periódusa, 11-es rendszámmal. Na (lat. Natrium) szimbólummal jelölve. A nátrium egyszerű anyag (CAS-szám: 7440-23-5) egy lágy alkálifém, ezüstös-fehér színű.
Vízben a nátrium csaknem ugyanúgy viselkedik, mint a lítium: a reakció a hidrogén gyors felszabadulásával megy végbe, és az oldatban nátrium-hidroxid képződik.
A név története és eredete
A nátriumot (vagy inkább vegyületeit) ősidők óta használják. Például a szóda (nátron), amely természetesen megtalálható az egyiptomi szódatavak vizében. Az ókori egyiptomiak a természetes szódát balzsamozásra, vászonfehérítésre, ételek főzésére, valamint festékek és mázak készítésére használták. Idősebb Plinius azt írja, hogy a Nílus-deltában a szódát (megfelelő arányban tartalmazott szennyeződéseket) izolálták a folyóvízből. Eladóvá vált nagy darabokban, a szénkeverék miatt szürkére vagy akár feketére színezve.
A nátriumot először Humphry Davy angol kémikus nyerte 1807-ben szilárd NaOH elektrolízisével.
A "nátrium" név az arabból származik natrun görögül - nitron és eredetileg a természetes szódára utalt. Magát az elemet korábban nátriumnak hívták.
Nyugta
A nátrium előállításának első módja a redukciós reakció volt nátrium-karbonát szén, ha ezen anyagok szoros keverékét vastartályban 1000°C-ra melegítjük:
Na 2 CO 3 +2C=2Na+3CO
Aztán megjelent egy másik nátrium-előállítási módszer - olvadt nátrium-hidroxid vagy nátrium-klorid elektrolízise.
Fizikai tulajdonságok
Kerozinban tárolt fémes nátrium
A nátrium minőségi meghatározása láng segítségével - a „nátrium D-vonal” emissziós spektrumának élénksárga színe, dublett 588,9950 és 589,5924 nm.
A nátrium ezüstös-fehér fém, vékony rétegben lila árnyalatú, műanyag, még puha (késsel könnyen vágható), a nátrium friss vágása fényes. A nátrium elektromos és hővezető képessége meglehetősen magas, sűrűsége 0,96842 g/cm³ (19,7 °C-on), olvadáspontja 97,86 °C, forráspontja 883,15 °C.
Kémiai tulajdonságok
Levegőn könnyen oxidálódó alkálifém. A légköri oxigénnel szembeni védelem érdekében a fémes nátriumot egy réteg alatt tárolják kerozin. A nátrium kevésbé aktív, mint lítium, ezért azzal nitrogén csak melegítéskor reagál:
2Na + 3N 2 = 2NaN3
Ha nagy oxigénfelesleg van, nátrium-peroxid képződik
2Na + O 2 = Na 2 O 2
Alkalmazás
A fémnátriumot széles körben használják a preparatív kémiában és az iparban erős redukálószerként, beleértve a kohászatot is. A nátriumot nagy energiaigényű nátrium-kén akkumulátorok gyártásához használják. Teherautó kipufogószelepeiben hűtőbordaként is használják. Alkalmanként fémnátriumot használnak az elektromos vezetékek anyagaként, amelyek nagyon nagy áramot hordoznak.
Káliumot tartalmazó ötvözetben, valamint azzal rubídium és cézium rendkívül hatékony hűtőfolyadékként használják. Különösen az ötvözet összetétele nátrium 12%, kálium 47 %, cézium 41%-ának rekordalacsony olvadáspontja –78 °C, és ionrakéta hajtóművek munkaközegének és atomerőművek hűtőközegének javasolták.
A nátriumot nagy- és kisnyomású kisülőlámpákban (HPLD és LPLD) is használják. A DNaT (Arc Sodium Tubular) típusú NLVD lámpákat nagyon széles körben használják közvilágításban. Élénk sárga fényt bocsátanak ki. A HPS lámpák élettartama 12-24 ezer óra. Ezért a HPS típusú gázkisüléses lámpák nélkülözhetetlenek városi, építészeti és ipari világításhoz. Vannak még DNaS, DNaMT (Arc Sodium Matte), DNaZ (Arc Sodium Mirror) és DNaTBR (Arc Sodium Tubular Without Mercury) lámpák.
A fémnátriumot szerves anyagok minőségi elemzésére használják. A nátrium és a vizsgált anyag ötvözetét semlegesítjük etanol, adjunk hozzá néhány milliliter desztillált vizet, és osszuk 3 részre, J. Lassaigne teszt (1843), a nitrogén, kén és halogének meghatározására irányul (Beilstein teszt)
— A nátrium-klorid (étkezési só) a legrégebben használt ízesítő és tartósítószer.
— A nátrium-azidot (Na 3 N) nitridálószerként használják a kohászatban és az ólom-azid gyártásában.
— A nátrium-cianidot (NaCN) az arany kőzetekből történő kioldódásának hidrometallurgiai módszerében, valamint acélok nitrokarburizálásában és galvanizálásában (ezüstözés, aranyozás) használják.
— A nátrium-klorátot (NaClO 3) a vasúti sínek nem kívánt növényzetének elpusztítására használják.
Biológiai szerep
A szervezetben a nátrium többnyire a sejteken kívül található (körülbelül 15-ször több, mint a citoplazmában). Ezt a különbséget a nátrium-kálium pumpa tartja fenn, amely kiszivattyúzza a sejtben rekedt nátriumot.
EgyüttkáliumA nátrium a következő funkciókat látja el:
Feltételek megteremtése a membránpotenciál és az izomösszehúzódások előfordulásához.
A vér ozmotikus koncentrációjának fenntartása.
A sav-bázis egyensúly fenntartása.
A vízháztartás normalizálása.
A membrántranszport biztosítása.
Számos enzim aktiválása.
A nátrium szinte minden élelmiszerben megtalálható, bár a szervezet a legtöbbet konyhasóból kapja. A felszívódás főként a gyomorban és a vékonybélben történik. A D-vitamin javítja a nátrium felszívódását, azonban a túlzottan sós ételek és a fehérjében gazdag ételek zavarják a normál felszívódást. Az élelmiszerből felvett nátrium mennyisége a vizelet nátriumtartalmát mutatja. A nátriumban gazdag ételeket a felgyorsult kiválasztódás jellemzi.
Nátriumhiány a diétázóban kiegyensúlyozott táplálék emberben nem fordul elő, azonban néhány probléma felmerülhet a vegetáriánus étrenddel. Az átmeneti hiányt diuretikumok használata, hasmenés, túlzott izzadás vagy túlzott vízfogyasztás okozhatja. A nátriumhiány tünetei közé tartozik a súlycsökkenés, hányás, gázképződés a gyomor-bél traktusban és a felszívódás csökkenése aminosavak és monoszacharidok. A hosszú távú hiány izomgörcsöket és neuralgiát okoz.
A túlzott nátrium a lábak és az arc duzzadását, valamint a vizelettel való fokozott kálium kiválasztását okozza. A vesék által feldolgozható só maximális mennyisége körülbelül 20-30 gramm, minden nagyobb mennyiség életveszélyes.
Nátriumvegyületek
Nátrium, Nátrium, Na (11)
A nátrium - nátrium, nátrium elnevezés egy ókori Egyiptomban, az ókori görögöknél (vixpov) és rómaiaknál elterjedt szóból származik. Pliniusnál (Nitron) és más ókori szerzőknél található, és a héber neternek felel meg. Az ókori Egyiptomban a nátront vagy nitront általában lúgnak nevezték, amelyet nemcsak természetes szódatavakból, hanem növényi hamuból is nyernek. Mosásra, mázkészítésre, holttestek mumifikálására használták. A középkorban a nitron (nitron, natron, nataron), valamint a bór (baurach) elnevezést a salétromra (Nitrum) is használták. Az arab alkimisták lúgnak nevezték. A puskapor európai felfedezésével a salétromot (Sal Petrae) kezdték szigorúan megkülönböztetni a lúgoktól, és a XVII. már megkülönböztették a nem illékony, vagy rögzített lúgokat és az illékony lúgokat (Alkali volatile). Ugyanakkor különbséget állapítottak meg a növényi (Alkali fixum vegetabile - hamuzsír) és az ásványi lúgok (Alkali fixum minerale - szóda) között.
A 18. század végén. Klaproth bevezette a Natron vagy szóda nevet az ásványi lúgról, a növényi lúgról pedig a Kalit. Lavoisier nem helyezett lúgokat az „Egyszerű testek táblázatába”, jelezve egy megjegyzésben, hogy ezek valószínűleg összetett anyagok, amelyek egykor Egyszer majd lebomlanak. Valójában 1807-ben Davy enyhén megnedvesített szilárd lúgok elektrolízisével szabad fémeket - káliumot és nátriumot - nyert, ezeket káliumnak és nátriumnak nevezte. A következő évben Gilbert, a híres Annals of Physics kiadója azt javasolta, hogy az új fémeket káliumnak és nátriumnak (Natronium) nevezzék el; Berzelius az utóbbi nevet „nátriumra” (Nátrium) rövidítette. század elején. Oroszországban a nátriumot nátriumnak nevezték (Dvigubsky, 182i; Szolovjov, 1824); Strakhov javasolta a sod nevet (1825). A nátriumsókat például szóda-szulfátnak, sósav-szódának és egyben ecetsavnak nevezték (Dvigubsky, 1828). Hess Berzelius mintájára bevezette a nátrium nevet.
A nátriumot és vegyületeit ősidők óta ismerték az emberek. Valószínűleg a legnépszerűbb és legismertebb vegyület a nátrium-klorid, ismertebb nevén konyhasó. Az asztali só szinte minden étel nélkülözhetetlen összetevője. A tudósok szerint az emberek több ezer évvel ezelőtt kezdtek asztali sót enni.
Egy másik népszerű vegyület a nátrium-karbonát. A nátrium-karbonát egy szokásos szóda, amelyet bármely boltban értékesítenek. Az anyagot ősidők óta mosószerként is használták az emberek. Így az emberek sok tíz és száz éve minden nap ki vannak téve a nátriumnak és vegyületeinek. A nátrium könnyen reagál fémes és nemfémes elemekkel, ötvözetek és iparilag széles körben használt vegyületeket képezve. Nézzük meg közelebbről ennek a fémnek a tulajdonságait és jellemzőit.
A nátrium jellemzői
Fizikai tulajdonságok
A nátrium puha, képlékeny fém, amely késsel nagyon könnyen vágható. Ezüstfehér színe és jellegzetes fémes fénye van. A fém jól vezeti a hőt és az elektromosságot. A nátriumatomokat fémkötés köti össze.
Kémiai tulajdonságok
Más kémiai elemekkel reagálva a nátriumatomok könnyen feladják a vegyértékelektronokat. Ebben az esetben a nátriumatomok pozitív töltésű ionokká alakulnak.
- A nátrium szabad levegőn nagyon gyorsan oxidálódik. Ezért általában a fémet kerozinban tárolják.
- Oxigénben elégetve nátrium-peroxid (Na 2 O 2) vegyület keletkezik.
- Melegítéskor a nátrium hidrogénnel reagál, és hidridet (2NaH) képez.
- A nátrium meglehetősen könnyen reagál nemfémekkel, például kénnel, porcelánnal és másokkal.
- A nátrium fémekkel is reakcióba léphet. Ezzel különféle ötvözeteket állítanak elő, amelyeket széles körben használnak a gyártásban és az iparban.
- A nátrium hevesen reagál vízzel.
A nátrium megtalálása a természetben
A nátrium a hetedik helyen áll a Föld leggyakoribb elemeinek listáján. A nátrium az ötödik leggyakoribb fém. A fémek közül a nátriumnál gyakrabban előforduló fémek az alumínium, a vas, a kalcium és a magnézium.
A nátrium tiszta formájában nem fordul elő a természetben. Ennek oka a nátrium magas kémiai aktivitása. Az elem a természetben klorid, karbonát, nitrát, szulfát és más sók formájában fordul elő.
Hol található nátrium a természetben?
Először is, a földkéregben meglehetősen magas nátriumtartalom található. Az anyag aránya körülbelül 2,6%.
Másodszor, a nátrium és vegyületei nagy mennyiségben megtalálhatók azokon a helyeken, ahol az ősi tengerek elpárologtak.
Egy másik hely, ahol a nátrium és vegyületei felhalmozódnak, az óceánok vizei. A tudósok számításai szerint a világóceánban található összes só körülbelül 19 millió köbkilométer.
A nátrium kis mennyiségben az élőlényekben is megtalálható. Ugyanakkor az állatok nátriumtartalma valamivel magasabb, mint a növényekben. Az élő szervezetekben lévő nátriumionok kritikus funkciót töltenek be: elősegítik az idegimpulzusok továbbítását.
A nátrium alkalmazása az iparban
A nátriumot széles körben használják számos iparágban: vegyiparban, kohászati iparban, nukleáris iparban, élelmiszeriparban, könnyűiparban és más iparágakban.
A vegyiparban a nátriumot különféle mosó- és tisztítószerek, műtrágyák és antiszeptikumok előállítására használják.
A kohászatban a nátriumot más anyagok, például tórium, urán, titán, cirkónium és más vegyületek előállítására használják. A nátrium az ilyen reakciókban redukálószerként működik.
A nátriumot széles körben használják az atomenergiában is. A nátriumot és ötvözeteit hűtőfolyadékként használják.
A könnyűiparban a nátriumot széles körben használják bőrfeldolgozásra.
A nátrium nélkülözhetetlen elem az élelmiszeriparban. A nátrium-klorid, ismertebb nevén konyhasó, talán a legelterjedtebb élelmiszer-adalékanyag, amely nélkül egyetlen étel sem készülhet el.
Nátrium- a periódusos rendszer 3. periódusának és IA csoportjának eleme, 11. sorszám. Az atom elektronképlete 3s 1, oxidációs állapota +1 és 0. Elektronegativitása alacsony (0,93), csak fémes (alap) tulajdonságokat mutat. Számos sót és bináris vegyületet képez (kationként). Szinte minden nátriumsó jól oldódik vízben.
A természetben - ötödik kémiai bőség elem szerint (második között
fémek), csak vegyületek formájában találhatók meg. Minden szervezet számára létfontosságú elem.
A nátrium, nátriumkation és vegyületei élénksárgára színezik a gázégő lángját ( minőségi kimutatás).
Nátrium Na. Ezüstfehér fém, könnyű, puha (késsel vágható), alacsony olvadáspontú. Tárolja a nátriumot kerozinban. Higannyal folyékony ötvözetet képez - amalgám(legfeljebb 0,2% Na).
Nagyon reakcióképes, nedves levegőn a nátrium lassan hidroxid filmréteggel borítja be, és elveszti fényét (elmosódik):
A nátrium kémiailag aktív és erős redukálószer. Mérsékelt melegítésnél (>250 °C) levegőn meggyullad, reagál nemfémekkel:
2Na + O2 = Na2O2 2Na + H2 = 2NaH
2Na + CI2 = 2NaCl 2Na + S = Na2S
6Na + N2 = 2Na3N 2Na + 2C = Na2C2
Nagyon viharos és nagyszerű exo- hatás a nátrium reakcióba lép vízzel:
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2^ + 368 kJ
A reakcióhőtől a nátriumdarabkák golyókká olvadnak, amelyek a H 2 felszabadulása miatt véletlenszerűen mozognak. A reakciót éles kattanások kísérik a detonáló gáz (H 2 + O 2) robbanása miatt. Az oldatot bíborvörösre festjük fenolftaleinnel (lúgos közeg).
A feszültségsorokban a nátrium jelentősen balra van a hidrogéntől, kiszorítja a hidrogént a HC1 és H 2 SO 4 híg savakból (a H 2 0 és H miatt).
Nyugta nátrium az iparban:
(lásd még a NaOH készítést alább).
A nátriumot Na 2 O 2, NaOH, NaH előállításához, valamint szerves szintézishez használják. Az olvadt nátrium hűtőközegként szolgál az atomreaktorokban, a gáznemű nátriumot pedig sárga fényű kültéri lámpák töltőanyagaként.
Nátrium-oxid Na 2 O. Bázikus oxid. Fehér, ionos szerkezetű (Na +) 2 O 2-. Hőstabil, melegítés hatására lassan bomlik, túlzott Na gőznyomás alatt megolvad. Érzékeny a levegőben lévő nedvességre és szén-dioxidra. Erőteljesen reagál vízzel (erősen lúgos oldat képződik), savakkal, savas és amfoter oxidokkal, oxigénnel (nyomás alatt). Nátriumsók szintézisére használják. Nem keletkezik nátrium égésekor a levegőben.
A legfontosabb reakciók egyenletei:
Nyugta: Na 2 O 2 termikus bomlása (lásd), valamint Na és NaOH, Na és Na2O2 fúziója:
2Na + 2NaOH = 2Na a O + H2 (600 °C)
2Na + Na2O2 = 2Na és O (130-200 °C)
Nátrium-peroxid Na 2 O 2 . Bináris kapcsolat. Fehér, higroszkópos. Ionos szerkezetű (Na +) 2 O 2 2-. Melegítéskor O 2 túlnyomás alatt lebomlik és megolvad. Elnyeli a szén-dioxidot a levegőből. Vízzel és savakkal teljesen lebomlik (O2 felszabadulása forrás közben - minőségi reakció a peroxidokra). Erős oxidálószer, gyenge redukálószer. Oxigénregenerációra használják önálló légzőkészülékekben (reakció CO 2 -vel), textil- és papírfehérítők összetevőjeként. A legfontosabb reakciók egyenletei:
Nyugta: Na égése levegőben.
Nátrium-hidroxid NaOH. Bázikus hidroxid, lúg, műszaki neve marónátron. Ionos szerkezetű fehér kristályok (Na +)(OH -). Levegőben oldódik, nedvességet és szén-dioxidot szív fel (NaHCO 3 képződik). Megolvad és felforr bomlás nélkül. Súlyos égési sérülést okoz a bőrön és a szemen.
Vízben nagyon jól oldódik (val exo-hatás, +56 kJ). Reagál savas oxidokkal, semlegesíti a savakat, savas funkciót okoz amfoter oxidokban és hidroxidokban:
A NaOH oldat korrodálja az üveget (NaSiO3 képződik) és korrodálja az alumínium felületet (Na és H2 képződik).
Nyugta NaOH az iparban:
a) NaCl oldat elektrolízise inert katódon
b) NaCl oldat elektrolízise higanykatódon (amalgám módszer):
(a felszabaduló higanyt visszavezetik az elektrolizátorba).
A marónátron a vegyipar legfontosabb nyersanyaga. Nátriumsók, cellulóz, szappan, színezékek és műszálak előállítására használják; gázszárítóként; reagens a másodlagos nyersanyagokból való kinyeréshez és az ón és cink tisztításához; alumíniumércek (bauxit) feldolgozásakor.
-elem az első csoport fő alcsoportja, D. I. Mengyelejev kémiai elemeinek periodikus rendszerének harmadik periódusa, 11-es rendszámmal. Na (lat. Natrium) szimbólummal jelölve. A nátrium egyszerű anyag (CAS-szám: 7440-23-5) ezüstfehér színű lágy alkálifém.
Vízben a nátrium csaknem ugyanúgy viselkedik, mint a lítium: a reakció a hidrogén gyors felszabadulásával megy végbe, és az oldatban nátrium-hidroxid képződik.
A név története és eredete
Nátriumatom diagram
A nátriumot (vagy inkább vegyületeit) ősidők óta használják. Például a szóda (nátron), amely természetesen megtalálható az egyiptomi szódatavak vizében. Az ókori egyiptomiak a természetes szódát balzsamozásra, vászonfehérítésre, ételek főzésére, valamint festékek és mázak készítésére használták. Idősebb Plinius azt írja, hogy a Nílus-deltában a szódát (megfelelő arányban tartalmazott szennyeződéseket) izolálták a folyóvízből. Eladóvá vált nagy darabokban, a szénkeverék miatt szürkére vagy akár feketére színezve.
A nátriumot először Humphry Davy angol kémikus nyerte 1807-ben szilárd NaOH elektrolízisével.
A "nátrium" név az arabból származik natrun görögül - nitron és eredetileg a természetes szódára utalt. Magát az elemet korábban nátriumnak hívták.
Nyugta
A nátrium előállításának első módja a redukciós reakció volt nátrium-karbonát szén, ha ezen anyagok szoros keverékét vastartályban 1000°C-ra melegítjük:
Na 2 CO 3 +2C=2Na+3CO
Aztán megjelent egy másik nátrium-előállítási módszer - olvadt nátrium-hidroxid vagy nátrium-klorid elektrolízise.
Fizikai tulajdonságok
Kerozinban tárolt fémes nátrium
A nátrium minőségi meghatározása láng segítségével - a „nátrium D-vonal” emissziós spektrumának élénksárga színe, dublett 588,9950 és 589,5924 nm.
A nátrium ezüstös-fehér fém, vékony rétegben lila árnyalatú, műanyag, még puha (késsel könnyen vágható), a nátrium friss vágása fényes. A nátrium elektromos és hővezető képessége meglehetősen magas, sűrűsége 0,96842 g/cm³ (19,7 °C-on), olvadáspontja 97,86 °C, forráspontja 883,15 °C.
Kémiai tulajdonságok
Levegőn könnyen oxidálódó alkálifém. A légköri oxigénnel szembeni védelem érdekében a fémes nátriumot egy réteg alatt tárolják kerozin. A nátrium kevésbé aktív, mint lítium, ezért azzal nitrogén csak melegítéskor reagál:
2Na + 3N 2 = 2NaN3
Ha nagy oxigénfelesleg van, nátrium-peroxid képződik
2Na + O 2 = Na 2 O 2
Alkalmazás
A fémnátriumot széles körben használják a preparatív kémiában és az iparban erős redukálószerként, beleértve a kohászatot is. A nátriumot nagy energiaigényű nátrium-kén akkumulátorok gyártásához használják. Teherautó kipufogószelepeiben hűtőbordaként is használják. Alkalmanként fémnátriumot használnak az elektromos vezetékek anyagaként, amelyek nagyon nagy áramot hordoznak.
Káliumot tartalmazó ötvözetben, valamint azzal rubídium és cézium rendkívül hatékony hűtőfolyadékként használják. Különösen az ötvözet összetétele nátrium 12%, kálium 47 %, cézium 41%-ának rekordalacsony olvadáspontja –78 °C, és ionrakéta hajtóművek munkaközegének és atomerőművek hűtőközegének javasolták.
A nátriumot nagy- és kisnyomású kisülőlámpákban (HPLD és LPLD) is használják. A DNaT (Arc Sodium Tubular) típusú NLVD lámpákat nagyon széles körben használják közvilágításban. Élénk sárga fényt bocsátanak ki. A HPS lámpák élettartama 12-24 ezer óra. Ezért a HPS típusú gázkisüléses lámpák nélkülözhetetlenek városi, építészeti és ipari világításhoz. Vannak még DNaS, DNaMT (Arc Sodium Matte), DNaZ (Arc Sodium Mirror) és DNaTBR (Arc Sodium Tubular Without Mercury) lámpák.
A fémnátriumot szerves anyagok minőségi elemzésére használják. A nátrium és a vizsgált anyag ötvözetét semlegesítjük etanol, adjunk hozzá néhány milliliter desztillált vizet, és osszuk 3 részre, J. Lassaigne teszt (1843), a nitrogén, kén és halogének meghatározására irányul (Beilstein teszt)
A nátrium-klorid (étkezési só) a legrégebben használt ízesítő és tartósítószer.
- A nátrium-azidot (Na 3 N) nitridálószerként használják a kohászatban és az ólom-azid gyártásában.
- A nátrium-cianidot (NaCN) használják az arany kőzetekből történő kilúgozásának hidrometallurgiai módszerében, valamint acélok nitrokarburizálásában és galvanizálásában (ezüstözés, aranyozás).
- A nátrium-klorátot (NaClO 3) a vasúti sínek nem kívánt növényzetének elpusztítására használják.
Biológiai szerep
A szervezetben a nátrium többnyire a sejteken kívül található (körülbelül 15-ször több, mint a citoplazmában). Ezt a különbséget a nátrium-kálium pumpa tartja fenn, amely kiszivattyúzza a sejtben rekedt nátriumot.
EgyüttkáliumA nátrium a következő funkciókat látja el:
Feltételek megteremtése a membránpotenciál és az izomösszehúzódások előfordulásához.
A vér ozmotikus koncentrációjának fenntartása.
A sav-bázis egyensúly fenntartása.
A vízháztartás normalizálása.
A membrántranszport biztosítása.
Számos enzim aktiválása.
A nátrium szinte minden élelmiszerben megtalálható, bár a szervezet a legtöbbet konyhasóból kapja. A felszívódás főként a gyomorban és a vékonybélben történik. A D-vitamin javítja a nátrium felszívódását, azonban a túlzottan sós ételek és a fehérjében gazdag ételek zavarják a normál felszívódást. Az élelmiszerből felvett nátrium mennyisége a vizelet nátriumtartalmát mutatja. A nátriumban gazdag ételeket a felgyorsult kiválasztódás jellemzi.
Nátriumhiány a diétázóban kiegyensúlyozott táplálék emberben nem fordul elő, azonban néhány probléma felmerülhet a vegetáriánus étrenddel. Az átmeneti hiányt diuretikumok használata, hasmenés, túlzott izzadás vagy túlzott vízfogyasztás okozhatja. A nátriumhiány tünetei közé tartozik a súlycsökkenés, hányás, gázképződés a gyomor-bél traktusban és a felszívódás csökkenése aminosavak és monoszacharidok. A hosszú távú hiány izomgörcsöket és neuralgiát okoz.
A túlzott nátrium a lábak és az arc duzzadását, valamint a vizelettel való fokozott kálium kiválasztását okozza. A vesék által feldolgozható só maximális mennyisége körülbelül 20-30 gramm, minden nagyobb mennyiség életveszélyes.
Fizikai tulajdonságok
A nátrium-oxid-hidrát NaOH fehér szilárd anyag. Ha a levegőben hagy egy darab marószódát, az hamar szétterül, mivel magához vonzza a levegőből a nedvességet. A marószóda jól oldódik vízben, és nagy mennyiségű hő szabadul fel. A marószóda-oldat szappanos tapintású.
Megoldások termodinamikája
Δ H 0 végtelenül híg vizes oldat kioldódása –44,45 kJ/mol.
A 12,3-61,8 °C-os vizes oldatokból monohidrát (ortorombikus szingónium) kristályosodik ki, olvadáspontja 65,1 °C; sűrűsége 1,829 g/cm3; ΔH 0 arr.-425,6 kJ/mol), -28 és -24 °C közötti tartományban - heptahidrát, -24 és -17,7 °C között - pentahidrát, -17,7 és -5,4 °C között - tetrahidrát (α-módosítás), -tól 5,4-12,3 °C. Oldhatósága metanolban 23,6 g/l (t = 28 °C), etanolban 14,7 g/l (t = 28 °C). NaOH 3,5H 2O (olvadáspont: 15,5 °C);
Kémiai tulajdonságok
(1) H 2 S + 2NaOH = Na 2 S + 2H 2 O (feleslegben lévő NaOH-val)
(2) H 2 S + NaOH = NaHS + H 2 O (savas só, 1:1 arányban)
(általában egy ilyen reakciót egy egyszerű ionegyenlettel ábrázolhatunk; a reakció hőleadással megy végbe (exoterm reakció): OH − + H 3 O + → 2H 2 O.)
- amfoter oxidokkal, amelyek bázikus és savas tulajdonságokkal is rendelkeznek, és képesek reagálni lúgokkal, mint szilárd anyagokkal, amikor összeolvadnak:
ZnO + 2NaOH → Na 2 ZnO 2 + H 2 O
ugyanez a megoldásokkal:
ZnO + 2NaOH (oldat) + H 2 O → Na 2 (oldat)
(A képződött aniont tetrahidroxozinkát ionnak, az oldatból izolálható sót nátrium-tetrahidroxozinkátnak nevezzük. A nátrium-hidroxid más amfoter oxidokkal is hasonló reakciókon megy keresztül.)
Al(OH) 3 + 3NaOH = Na 3
2Na + + 2OH − + Cu 2+ + SO 4 2− → Cu(OH) 2 ↓+ Na 2 SO 4
A nátrium-hidroxidot fém-hidroxidok kicsapására használják. Például így kapunk gélszerű alumínium-hidroxidot úgy, hogy nátrium-hidroxidot alumínium-szulfáttal reagáltatnak vizes oldatban, miközben elkerüljük a lúgfelesleget és feloldjuk a csapadékot. Különösen a víz megtisztítására szolgál a kisméretű lebegő anyagoktól.
4P + 3NaOH + 3H 2 O → PH 3 + 3NaH 2 PO 2.
3S + 6NaOH → 2Na2S + Na2SO3 + 3H2O
Észterek hidrolízise
A zsírok nátrium-hidroxiddal való kölcsönhatásának eredményeként szilárd szappanok keletkeznek (szappan előállítására szolgálnak), kálium-hidroxiddal pedig a zsír összetételétől függően szilárd vagy folyékony szappanokat kapnak.
HO-CH2-CH2OH + 2NaOH → NaO-CH2-CH2-ONa + 2H2O
Anód: 2Cl − - 2е − → Cl 2 - fő folyamat 2H20-2e- → O2+4H+ 6СlО - + 3Н 2 О - 6е - → 2СlО 3 - + 4Сl - + 1,5O 2 + 6Н + Katód: 2H 2 O + 2e − → H 2 + 2OH − - fő folyamat ClO - + H 2 O + 2e - → Cl - + 2OH - СlО 3 - + 3Н 2 O + 6е - → Сl - + 6ОН -A grafit- vagy szénelektródák anódként használhatók a membránelektrolizátorokban. Manapság ezeket főként a ruténium-titán-oxid bevonatú titán anódokra (ORTA anódokra) vagy más alacsony fogyasztású anódokra váltották fel.
A következő lépésben az elektrolitikus lúgot elpárologtatják, és a benne lévő NaOH-tartalmat 42-50 tömeg% kereskedelmi koncentrációra állítják be. szabványnak megfelelően.
Na + + e = Na 0 nNa + + nHg − = Na + HgAz amalgám folyamatosan áramlik az elektrolizátorból az amalgámbontóba. A lebontóba is folyamatosan nagy tisztaságú vizet juttatnak. Ebben a nátrium-amalgám egy spontán kémiai folyamat eredményeként víz hatására szinte teljesen lebomlik higany, maróoldat és hidrogén képződésével:
Na + Hg + H 2 O = NaOH + 1/2H 2 + HgAz így kapott maró oldat, amely kereskedelmi termék, gyakorlatilag nem tartalmaz szennyeződéseket. A higany csaknem teljesen megszabadul a nátriumtól, és visszakerül az elektrolizálóba. A hidrogént tisztítás céljából eltávolítják.
A lúgos oldat teljes tisztítása a higanymaradványoktól azonban gyakorlatilag lehetetlen, ezért ez a módszer fémhigany és gőzei szivárgásával jár.
A termelés környezetbiztonsági követelményeinek növekedése és a fémhigany magas költsége a higanymódszer fokozatos kiszorításához vezet a szilárd katódos lúggyártás módszereivel, különösen a membrános módszerrel.
Megszerzésének laboratóriumi módszerei
A laboratóriumban néha kémiai módszerekkel állítják elő a nátrium-hidroxidot, de gyakrabban kis membrános vagy membrán típusú elektrolizátort használnak.
Marónátron piac
A nátrium-hidroxid világtermelése, 2005| Gyártó | Termelési mennyiség, millió tonna | Részesedés a világ termelésében |
|---|---|---|
| DOW | 6.363 | 11.1 |
| Occidental Chemical Company | 2.552 | 4.4 |
| Formosa műanyagok | 2.016 | 3.5 |
| PPG | 1.684 | 2.9 |
| Bayer | 1.507 | 2.6 |
| Solvay | 1.252 | 2.2 |
| Akzo Nobel | 1.157 | 2.0 |
| Tosoh | 1.110 | 1.9 |
| Arkema | 1.049 | 1.8 |
| Olin | 0.970 | 1.7 |
| Oroszország | 1.290 | 2.24 |
| Kína | 9.138 | 15.88 |
| Egyéb | 27.559 | 47,87 |
| Teljes: | 57,541 | 100 |
TR - szilárd higany (pehely);
TD - tömör membrán (olvasztott);
PP - higanyoldat;
РХ - kémiai oldat;
RD - membrános megoldás.
| A jelző neve | TR OKP 21 3211 0400 | TD OKP 21 3212 0200 | RR OKP 21 3211 0100 | RH 1. osztály OKP 21 3221 0530 | RH 2. osztály OKP 21 3221 0540 | RD Prémium minőségű OKP 21 3212 0320 | RD Első osztályú OKP 21 3212 0330 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Kinézet | Fehér pikkelyes massza. Világos szín megengedett | Fehér olvasztott massza. Világos szín megengedett | Színtelen átlátszó folyadék | Színtelen vagy színes folyadék. A kristályos üledék megengedett | Színtelen vagy színes folyadék. A kristályos üledék megengedett | Színtelen vagy színes folyadék. A kristályos üledék megengedett | |
| A nátrium-hidroxid tömeghányada, %, nem kevesebb | 98,5 | 94,0 | 42,0 | 45,5 | 43,0 | 46,0 | 44,0 |
| Vállalkozás neve | 2005 ezer tonna | 2006 ezer tonna | részesedés 2005-ben | részesedés 2006-ban |
|---|---|---|---|---|
| JSC "Kaustik", Sterlitamak | 239 | 249 | 20 | 20 |
| JSC "Kaustik", Volgograd | 210 | 216 | 18 | 18 |
| OJSC "Sayanskkhimplast" | 129 | 111 | 11 | 9 |
| LLC "Usolyekhimprom" | 84 | 99 | 7 | 8 |
| OJSC "Sibur-Neftekhim" | 87 | 92 | 7 | 8 |
| JSC "Khimprom", Cheboksary | 82 | 92 | 7 | 8 |
| VOJSC "Khimprom", Volgograd | 87 | 90 | 7 | 7 |
| CJSC "Ilimkhimprom" | 70 | 84 | 6 | 7 |
| OJSC "KCHKhK" | 81 | 79 | 7 | 6 |
| NAC "AZOT" | 73 | 61 | 6 | 5 |
| JSC "Khimprom", Kemerovo | 42 | 44 | 4 | 4 |
| Teljes: | 1184 | 1217 | 100 | 100 |
| Vállalkozás neve | 2005 tonna | 2006 tonna | részesedés 2005-ben | részesedés 2006-ban |
|---|---|---|---|---|
| JSC "Kaustik", Volgograd | 67504 | 63510 | 62 | 60 |
| JSC "Kaustik", Sterlitamak | 34105 | 34761 | 31 | 33 |
| OJSC "Sibur-Neftekhim" | 1279 | 833 | 1 | 1 |
| VOJSC "Khimprom", Volgograd | 5768 | 7115 | 5 | 7 |
| Teljes: | 108565 | 106219 | 100 | 100 |
Alkalmazás
Biodízel
Biodízel gyártás
Nátrium-hidroxid számos iparágban és háztartási célokra használják:
- Marószert használnak cellulóz- és papíripar cellulóz delignifikációjához (szulfátos eljáráshoz), papír, karton, műszál, farostlemez gyártásánál.
- Zsírok elszappanosítására szappanok, samponok és egyéb mosószerek gyártása. Az ókorban hamut adtak a vízhez a mosogatás során, és úgy tűnik, a háziasszonyok észrevették, hogy ha a hamu főzés közben a kandallóba került zsírt tartalmaz, akkor az edényeket jól elmosták. A szappanfőző (saponarius) hivatását i.sz. 385 körül említik először. e. Theodore Priscianus. Az arabok a 7. század óta készítenek szappant olajból és szódából, ma ugyanúgy készítik a szappant, mint 10 évszázaddal ezelőtt. Jelenleg a nátrium-hidroxid alapú termékeket (50-60 Celsius fokra melegített kálium-hidroxid hozzáadásával az ipari mosás területén használják rozsdamentes acél termékek zsírtól és egyéb olajos anyagoktól, valamint mechanikai feldolgozási maradékoktól való tisztítására).
- BAN BEN vegyipar- savak és savas oxidok semlegesítésére, kémiai reakciókban reagensként vagy katalizátorként, titrálási kémiai elemzésben, alumínium maratásához és tiszta fémek előállításához, olajfinomítás- olajok előállításához.
- Biodízel üzemanyag előállításához- növényi olajokból nyerik és a hagyományos gázolaj helyettesítésére használják. A biodízel előállításához egy tömegegység alkoholt adnak kilenc tömegegység növényi olajhoz (azaz a 9:1 arányt tartják fenn), valamint egy lúgos katalizátort (NaOH). A kapott észtert (főleg linolsav) magas cetánszáma miatt jó gyúlékonyság jellemzi. A cetánszám a dízel üzemanyagok öngyulladásának feltételes mennyiségi jellemzője a motor hengerében (a benzin oktánszámával analóg). Ha az ásványi dízel üzemanyagot 50-52% mutató jellemzi, akkor a metil-éter már kezdetben 56-58% cetánnak felel meg. A biodízel előállításának alapanyaga különféle növényi olajok lehetnek: repce, szója és mások, kivéve azokat, amelyek magas palmitinsavat (pálmaolajat) tartalmaznak. Előállítása során az észterezési eljárás során glicerin is keletkezik, amelyet az élelmiszer-, kozmetikai és papíriparban használnak fel, vagy Solvay-módszerrel epiklórhidrinné dolgoznak fel.
- Mint eltömődött csatornacsövek feloldására szolgáló szer, száraz granulátum formájában vagy gélek részeként. A nátrium-hidroxid szétszedi az eltömődést, és megkönnyíti a cső mentén való további mozgását.
- A polgári védelemben azért gáztalanítás és semlegesítés mérgező anyagok, beleértve a szarint is, az újralégzőkészülékekben (önálló légzőkészülékben (IBA), hogy megtisztítsák a kilélegzett levegőt a szén-dioxidtól).
- A nátrium-hidroxidot cinkkel kombinálva is használják fókuszálás céljából. Egy rézérmét nátrium-hidroxid-oldatban forralnak fel cink-fémszemcsék jelenlétében, 45 másodperc múlva a penny színe ezüstös lesz. Ezt követően a fillért eltávolítjuk az oldatból, és az égő lángjában felmelegítjük, ahol szinte azonnal „aranyszínűvé” válik. A változások oka a következő: a cinkionok nátrium-hidroxiddal reagálva (hiányban) Zn(OH) 4 2− -t képeznek, amely hevítés hatására fémcinkké bomlik és lerakódik az érme felületére. Hevítéskor a cink és a réz arany ötvözetet képez - sárgaréz.
- A nátrium-hidroxidot a gumiabroncs formák tisztítására is használják.
- A nátrium-hidroxidot illegális termelésre is használják metamfetaminokés egyéb gyógyszerek.
- A főzés során: gyümölcsök és zöldségek mosására, hámozására, csokoládé és kakaó, italok, fagylalt, karamell színező gyártásánál, olajbogyó lágyítására és fekete színezésére, pékáru gyártásánál. Étrend-kiegészítőként regisztrálva E524.
Egyes ételek nátronlúggal készülnek:- Lutefisk- Skandináv halétel - a szárított tőkehalat 5-6 napig áztatják maró lúgban, és lágy, zselészerű állagot kap.
- Perec- Német perec - sütés előtt maró lúg oldatban kezelik, ami hozzájárul az egyedi ropogós kéreg kialakulásához.
- A kozmetológiában keratinizált bőrterületek eltávolítására: szemölcsök, papillómák.
Óvintézkedések a nátrium-hidroxid kezelésekor
A nátrium-hidroxid maró és maró hatású. A második veszélyességi osztályba tartozó anyagokhoz tartozik. Ezért óvatosan kell dolgozni vele. Bőrrel, nyálkahártyákkal és szemmel való érintkezés esetén súlyos vegyi égési sérülések keletkeznek. A szemmel való érintkezés visszafordíthatatlan elváltozásokat okoz a látóidegben (sorvadás), és ennek eredményeként látásvesztést okoz. Ha a nyálkahártya maró lúggal érintkezik, az érintett területet folyó vízzel, bőrrel való érintkezés esetén pedig gyenge ecetsavoldattal le kell öblíteni. A maró nátriummal végzett munka során a következő védőfelszerelés javasolt: vegyi fröccsenő védőszemüveg a szem védelmére, gumikesztyű vagy gumírozott felületű kesztyű a kéz és a test védelme érdekében - vegyszerálló, vinil vagy gumírozott öltönyökkel impregnált ruha .
A nátrium-hidroxid MPC-értéke levegőben 0,5 mg/m³.
Irodalom
- Általános kémiai technológia. Szerk. I. P. Mukhlenova. Tankönyv az egyetemek kémiai-technológiai szakterületei számára. - M.: Felsőiskola.
- Az általános kémia alapjai, 3. kötet, B. V. Nekrasov. - M.: Kémia, 1970.
- Általános kémiai technológia. Furmer I. E., Zaitsev V. N. - M.: Felsőiskola, 1978.
- Az Orosz Föderáció Egészségügyi Minisztériumának 2003. március 28-i N 126-os rendelete „A káros termelési tényezők jegyzékének jóváhagyásáról, amelyek hatására a tej vagy más azzal egyenértékű élelmiszerek fogyasztása megelőző célokra ajánlott”.
- Az Orosz Föderáció Állami Egészségügyi Főorvosának 2003. április 4-i határozata N 32 „A vasúti árufuvarozás megszervezésére vonatkozó egészségügyi szabályok hatályba lépéséről. SP 2.5.1250-03".
- 1997. július 21-i N 116-FZ szövetségi törvény „A veszélyes termelő létesítmények ipari biztonságáról” (a 2006. december 18-i módosítással).
- Az Orosz Föderáció Természeti Erőforrások Minisztériumának 2002. december 2-i N 786 „A hulladékok szövetségi osztályozási katalógusának jóváhagyásáról” szóló rendelete (2003. július 30-án módosított és kiegészítve).
- A Szovjetunió Állami Munkaügyi Bizottságának 1974. október 25-i határozata N 298/P-22 „A veszélyes munkakörülményekkel rendelkező iparágak, műhelyek, szakmák és beosztások jegyzékének jóváhagyásáról, amelyekben a munkavégzés pótszabadságra és rövidített munkavégzésre jogosít nap” (1991. május 29-i módosítás).
- Az orosz munkaügyi minisztérium 1999. július 22-i N 26 határozata „A speciális ruházati cikkek, speciális lábbelik és egyéb egyéni védőeszközök vegyipari dolgozók számára történő ingyenes kiadására vonatkozó szabványos ipari szabványok jóváhagyásáról”.
- Az Orosz Föderáció Állami Egészségügyi Főorvosának 2003. május 30-i állásfoglalása N 116 A GN 2.1.6.1339-03 „A lakott területek légköri levegőjében lévő szennyező anyagok közelítő biztonságos expozíciós szintjei (SAEL)” végrehajtásáról (módosítva) 2005. november 3-án).
| Savak, bázisok és sók oldhatósága vízben | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
