Cantitatea de energie când sodiul reacţionează cu apa. Caracteristicile sodiului

Sodiu —element subgrupul principal al primului grup, a treia perioadă tabel periodic elemente chimice ale lui D.I Mendeleev, cu număr atomic 11. Notate prin simbolul Na (lat. Natrium). Substanța simplă sodiu (număr CAS: 7440-23-5) este un metal alcalin moale cu o culoare alb-argintie.

În apă, sodiul se comportă aproape la fel ca litiul: reacția are loc cu eliberarea rapidă a hidrogenului, iar hidroxidul de sodiu se formează în soluție.

Istoria și originea numelui

Sodiul (sau mai degrabă, compușii săi) a fost folosit din cele mai vechi timpuri. De exemplu, sifon (natron), găsit în mod natural în apele lacurilor de sifon din Egipt. Vechii egipteni foloseau sifon natural pentru îmbălsămare, albire pânzei, gătit alimente și pentru a face vopsele și glazuri. Pliniu cel Bătrân scrie că în Delta Nilului a fost izolat sifonul (conținea o proporție suficientă de impurități) din apa râului. A ieșit la vânzare sub formă de bucăți mari, colorate gri sau chiar negru datorită amestecului de cărbune.

Sodiul a fost obținut pentru prima dată de chimistul englez Humphry Davy în 1807 prin electroliza NaOH solid.

Numele „sodiu” provine din arabă natrunîn greacă - nitron și inițial se referea la sifon natural. Elementul în sine a fost numit anterior sodiu.

Chitanță

Prima modalitate de a produce sodiu a fost reacția de reducere carbonat de sodiu cărbune la încălzirea unui amestec apropiat de aceste substanțe într-un recipient de fier la 1000°C:

Na2C03+2C=2Na+3CO

Apoi a apărut o altă metodă de producere a sodiului - electroliza hidroxidului de sodiu topit sau a clorurii de sodiu.

Proprietăți fizice

Sodiu metalic depozitat în kerosen

Determinarea calitativă a sodiului folosind o flacără - culoare galben strălucitor a spectrului de emisie al „liniei D de sodiu”, dublu 588,9950 și 589,5924 nm.

Sodiul este un metal alb-argintiu, în straturi subțiri cu o nuanță violetă, plastic, chiar moale (se taie ușor cu un cuțit), o tăietură proaspătă de sodiu este strălucitoare. Valorile conductivității electrice și termice ale sodiului sunt destul de ridicate, densitatea este de 0,96842 g/cm³ (la 19,7 ° C), punctul de topire este de 97,86 ° C, iar punctul de fierbere este de 883,15 ° C.

Proprietăți chimice

Un metal alcalin care se oxidează ușor în aer. Pentru a proteja împotriva oxigenului atmosferic, sodiul metalic este depozitat sub un strat kerosenul. Sodiul este mai puțin activ decât litiu, deci cu azot reactioneaza numai la incalzire:

2Na + 3N 2 = 2NaN 3

Când există un exces mare de oxigen, se formează peroxid de sodiu

2Na + O 2 = Na 2 O 2

Aplicație

Sodiul metalic este utilizat pe scară largă în chimia preparativă și industrie ca agent reducător puternic, inclusiv în metalurgie. Sodiul este utilizat în producția de baterii de sodiu-sulf extrem de consumatoare de energie. De asemenea, este folosit în supapele de evacuare a camioanelor ca radiator. Ocazional, metalul de sodiu este folosit ca material pentru firele electrice destinate să transporte curenți foarte mari.

Într-un aliaj cu potasiu, precum și cu rubidiu și cesiu folosit ca lichid de răcire foarte eficient. În special, compoziția aliajului este sodiu 12%, potasiu 47 %, cesiu 41% au un punct de topire scăzut record de -78 °C și a fost propus ca fluid de lucru pentru motoarele cu rachete ionice și ca lichid de răcire pentru centralele nucleare.

Sodiul este, de asemenea, utilizat în lămpile cu descărcare de înaltă și joasă presiune (HPLD și LPLD). Lămpile NLVD de tip DNaT (Arc Sodium Tubular) sunt foarte utilizate în iluminatul stradal. Ei emit o lumină galbenă strălucitoare. Durata de viață a lămpilor HPS este de 12-24 mii de ore. Prin urmare, lămpile cu descărcare în gaz de tip HPS sunt indispensabile pentru iluminatul urban, arhitectural și industrial. Există și lămpi DNaS, DNaMT (Arc Sodium Matte), DNaZ (Arc Sodium Mirror) și DNaTBR (Arc Sodium Tubular Without Mercury).

Sodiul metalic este utilizat în analiza calitativă a materiei organice. Aliajul de sodiu și substanța de testat este neutralizat etanol, se adaugă câțiva mililitri de apă distilată și se împarte în 3 părți, testul lui J. Lassaigne (1843), care vizează determinarea azotului, sulfului și halogenilor (testul Beilstein)

— Clorura de sodiu (sare de masă) este cel mai vechi aromatizant și conservant folosit.
— Azida de sodiu (Na 3 N) este utilizată ca agent de nitrurare în metalurgie și în producerea azidei de plumb.
— Cianura de sodiu (NaCN) este utilizată în metoda hidrometalurgică de levigare a aurului din roci, precum și în nitrocarburarea oțelului și în galvanizare (argentire, aurire).
— Cloratul de sodiu (NaClO 3) este utilizat pentru a distruge vegetația nedorită de pe șinele de cale ferată.

Rolul biologic

În organism, sodiul se găsește mai ales în afara celulelor (de aproximativ 15 ori mai mult decât în ​​citoplasmă). Această diferență este menținută de pompa de sodiu-potasiu, care pompează sodiul prins în interiorul celulei.

Impreuna cupotasiusodiul îndeplinește următoarele funcții:
Crearea condițiilor pentru apariția potențialului membranar și a contracțiilor musculare.
Menținerea concentrației osmotice din sânge.
Mentinerea echilibrului acido-bazic.
Normalizarea echilibrului apei.
Asigurarea transportului membranar.
Activarea multor enzime.

Sodiul se găsește în aproape toate alimentele, deși organismul obține cea mai mare parte din sarea de masă. Absorbția are loc în principal în stomac și intestinul subțire. Vitamina D îmbunătățește absorbția sodiului, cu toate acestea, alimentele excesiv de sărate și alimentele bogate în proteine ​​interferează cu absorbția normală. Cantitatea de sodiu preluată din alimente arată conținutul de sodiu din urină. Alimentele bogate în sodiu se caracterizează printr-o excreție accelerată.

Deficiența de sodiu la persoanele care fac dietă alimentatie echilibrata nu apare la om, cu toate acestea, pot apărea unele probleme cu dietele vegetariene. Deficiența temporară poate fi cauzată de utilizarea de diuretice, diaree, transpirație excesivă sau aportul excesiv de apă. Simptomele deficitului de sodiu includ pierderea în greutate, vărsături, gaze în tractul gastrointestinal și absorbție afectată. aminoacizi și monozaharide. Deficiența pe termen lung provoacă crampe musculare și nevralgie.

Excesul de sodiu provoacă umflarea picioarelor și a feței, precum și creșterea excreției de potasiu în urină. Cantitatea maximă de sare care poate fi procesată de rinichi este de aproximativ 20-30 de grame, orice cantitate mai mare pune viața în pericol.

Compuși de sodiu

Sodiu, Natriu, Na (11)
Numele de sodiu - sodiu, natriu provine cuvânt străvechi, comună în Egipt, printre grecii antici (vixpov) și romani. Se găsește la Pliniu (Nitron) și alți autori antici și corespunde neterului ebraic. ÎN Egiptul antic natron, sau nitron, a fost numit în general un alcalin obținut nu numai din lacurile naturale de sifon, ci și din cenușa vegetală. Era folosit pentru spălarea, fabricarea glazurilor și mumificarea cadavrelor. În Evul Mediu, denumirea de nitron (nitron, natron, natron), precum și bor (baurach), se aplica și la salpetru (Nitrum). Alchimiștii arabi au numit alcalii alcalini. Odată cu descoperirea prafului de pușcă în Europa, salitrul (Sal Petrae) a început să se distingă strict de alcalii, iar în secolul al XVII-lea. s-a făcut deja distincția între alcalii nevolatile sau fixe și alcalii volatili (Alkali volatile). Totodată, s-a stabilit o diferență între legume (Alkali fixum vegetabile - potasiu) și alcalii minerale (Alkali fixum minerale - sifon).

La sfârşitul secolului al XVIII-lea. Klaproth a introdus numele de Natron, sau sifon, pentru alcalii minerali, iar pentru alcalii vegetale, Lavoisier nu a plasat alcalii în „Tabelul corpurilor simple”, indicând într-o notă că acestea erau probabil substanțe complexe care odată. Într-o zi vor fi descompuse. Într-adevăr, în 1807 Davy, prin electroliza alcalinelor solide ușor umezite, a obținut metale libere - potasiu și sodiu, numindu-le potasiu și sodiu. În anul următor, Gilbert, editorul celebrelor Annals of Physics, a propus denumirea noilor metale potasiu și sodiu (Natronium); Berzelius a scurtat acest din urmă nume la „sodiu” (Natrium). ÎN începutul XIX V. în Rusia sodiul a fost numit sodiu (Dvigubsky, 182i; Solovyov, 1824); Strahov a propus numele de sod (1825). Sărurile de sodiu au fost numite, de exemplu, sulfat de sodă, sodă clorhidică și, în același timp, sodă acetică (Dvigubsky, 1828). Hess, urmând exemplul lui Berzelius, a introdus denumirea de sodiu.

Sodiul este unul dintre metalele alcaline. Tabelul elementelor chimice îl arată ca un atom aparținând perioadei a treia și primei grupe.

Proprietăți fizice

Această secțiune va examina caracteristicile sodiului din punct de vedere fizic. Pentru început, în forma sa pură este o substanță solidă argintie, cu un luciu metalic și duritate scăzută. Sodiul este atât de moale încât poate fi tăiat cu ușurință cu un cuțit. Punctul de topire al acestei substanțe este destul de scăzut și se ridică la șaptezeci și nouă de grade Celsius. Masa atomică a sodiului este și ea mică, despre asta vom vorbi mai târziu. Densitatea acestui metal este de 0,97 g/cm3.

Caracteristicile chimice ale sodiului

Acest element are o activitate foarte mare - este capabil să reacționeze rapid și violent cu multe alte substanțe. De asemenea, tabelul elementelor chimice vă permite să determinați o astfel de valoare ca masa molară - pentru sodiu este de douăzeci și trei. Un mol este cantitatea de substanță care conține 6,02 x 10 până la a 23-a putere a atomilor (molecule, dacă substanța este complexă). știind masa molara element, puteți determina cât va cântări o anumită mol dintr-o anumită substanță. De exemplu, doi moli de sodiu cântăresc patruzeci și șase de grame. După cum s-a menționat mai sus, acest metal este unul dintre cele mai active din punct de vedere chimic;

Cum se formează oxizii

Toate substanțele din această grupă, inclusiv în cazul sodiului, pot fi obținute prin arderea materialului sursă. Astfel, metalul reacţionează cu oxigenul, ceea ce duce la formarea unui oxid. De exemplu, dacă ardem patru moli de sodiu, vom cheltui un mol de oxigen și vom obține doi moli de oxid al acestui metal. Formula oxidului de sodiu este Na 2 O. Ecuația reacției arată astfel: 4Na + O 2 = 2Na 2 O. Dacă adăugați apă la substanța rezultată, se formează un alcali - NaOH.

Luând un mol de oxid și un mol de apă, obținem doi moli de bază. Iată ecuația pentru această reacție: Na 2 O + H 2 O = 2NaOH. Substanța rezultată se mai numește și hidroxid de sodiu. Acest lucru se datorează proprietăților sale alcaline pronunțate și activității chimice ridicate. Ca și acizii puternici, sodiul caustic reacționează activ cu sărurile metalelor slab active, compuși organici etc. În timpul interacțiunii cu sărurile, are loc o reacție de schimb - se formează o nouă sare și o nouă bază. O soluție de hidroxid de sodiu poate distruge cu ușurință țesăturile, hârtia, pielea și unghiile, așa că necesită respectarea reglementărilor de siguranță atunci când lucrați cu ea. Este folosit în industria chimică ca catalizator și, de asemenea, în viața de zi cu zi ca mijloc de eliminare a problemei țevilor înfundate.

Reacții cu halogeni

Acestea sunt substanțe simple formate din elemente chimice care aparțin grupei a șaptea a tabelului periodic. Lista lor include fluor, iod, clor, brom. Sodiul este capabil să reacționeze cu toate, formând compuși precum clorură/bromură/iodură/fluorura de sodiu. Pentru a efectua reacția, trebuie să luați doi moli de metal în cauză și să adăugați un mol de fluor. Ca rezultat, obținem fluorură de sodiu în cantitate de doi moli. Acest proces poate fi scris ca o ecuație: Na + F 2 = 2NaF. Fluorura de sodiu pe care am obtinut-o este folosita in productia de paste de dinti anticarie, precum si de detergenti pentru diverse suprafete. În mod similar, prin adăugarea de clor, puteți obține (sare de bucătărie), iodură de sodiu, care este folosită la fabricarea lămpilor cu halogenuri metalice, bromură de sodiu, folosită ca medicament pentru nevroze, insomnie, isterie și alte tulburări ale sistemului nervos.

Cu alte substanțe simple

Reacțiile sodiului cu fosforul, sulful (sulful) și carbonul (carbonul) sunt de asemenea posibile. Acest tip de interacțiune chimică poate fi realizată numai dacă conditii specialeîn formă temperatură ridicată. Astfel, are loc o reacție de adiție. Cu ajutorul lui, puteți obține substanțe precum fosfura de sodiu, sulfura de sodiu, carbura de sodiu.

Un exemplu este adăugarea atomilor unui metal dat la atomii de fosfor. Dacă luați trei moli din metalul în cauză și un mol din a doua componentă, apoi le încălziți, obțineți un mol de fosfură de sodiu. Această reacție poate fi scrisă sub forma următoarei ecuații: 3Na + P = Na 3 P. În plus, sodiul poate reacționa atât cu azotul, cât și cu hidrogenul. În primul caz, se formează o nitrură a acestui metal, în al doilea - o hidrură. Exemplele includ următoarele ecuații de reacție chimică: 6Na + N2 = 2Na 3N; 2Na + H2 = 2NaH. Prima interacțiune necesită o descărcare electrică, a doua necesită o temperatură ridicată.

Reacții cu acizi

Caracteristicile sodiului nu se termină cu cele simple. Acest metal reacționează și cu toți acizii. Ca rezultat al unor astfel de interacțiuni chimice, se formează și hidrogen. De exemplu, atunci când metalul în cauză reacţionează cu acidul clorhidric, se formează sare de bucătărie şi hidrogen, care se evaporă. Această reacție poate fi exprimată folosind ecuația reacției: Na + HCl = NaCl + H 2. Acest tip de interacțiune chimică se numește reacție de substituție. Folosind-o, puteți obține și săruri precum fosfat, nitrat, nitriți, sulfat, sulfit și carbonat de sodiu.

Interacțiunea cu sărurile

Sodiul reacționează cu sărurile tuturor metalelor, cu excepția potasiului și calciului (sunt mai active din punct de vedere chimic decât elementul în cauză). În acest caz, ca și în cel precedent, are loc o reacție de substituție. Atomii metalului în cauză iau locul atomilor unui metal mai slab din punct de vedere chimic. Astfel, amestecând doi moli de sodiu și un mol de azotat de magneziu, obținem doi moli, precum și magneziu pur - un mol. Ecuația acestei reacții poate fi scrisă după cum urmează: 2Na + Mg(NO 3) 2 = 2NaNO 3 + Mg. Folosind același principiu, se pot obține multe alte săruri de sodiu. Această metodă poate fi folosită și pentru a obține metale din sărurile lor.

Ce se întâmplă dacă adăugați apă la sodiu?

Aceasta este probabil una dintre cele mai comune substanțe de pe planetă. Și metalul în cauză este, de asemenea, capabil să intre în interacțiune chimică cu el. În acest caz, se formează sodiu caustic sau hidroxid de sodiu, deja discutat mai sus.

Pentru a efectua o astfel de reacție, va trebui să luați doi moli de sodiu, să adăugați apă la ea, de asemenea, într-o cantitate de doi moli și, ca rezultat, obținem doi moli de hidroxid și un mol de hidrogen, care este eliberat în sub formă de gaz cu miros înțepător.

Sodiul și efectele sale asupra organismelor

După ce am examinat acest metal din punct de vedere chimic, să trecem la ce fel caracteristici biologice sodiu Este unul dintre microelementele importante. În primul rând, este una dintre componentele celulei animale. Aici îndeplinește funcții importante: împreună cu potasiul, susține, participă la formarea și propagarea impulsurilor nervoase între celule și este un element chimic necesar proceselor osmotice (care este necesar, de exemplu, pentru funcționarea celulelor renale). În plus, sodiul este responsabil pentru echilibrul apă-sare al celulei. De asemenea, fără acest element chimic, transportul glucozei prin sânge, atât de necesar pentru funcționarea creierului, este imposibil. Acest metal participă și la procesul de contracție musculară.

Acest microelement este necesar nu numai animalelor - sodiul din organismul plantelor îndeplinește și funcții importante: participă la procesul de fotosinteză, ajutând la transportul carbohidraților și este, de asemenea, necesar pentru trecerea substanțelor organice și organice. substanțe anorganice prin membrane.

Excesul și deficitul de sodiu

Consumul excesiv de sare pe o perioadă lungă de timp poate duce la creșterea nivelului acestui element chimic în organism. Simptomele excesului de sodiu pot include creșterea temperaturii corpului, umflare, excitabilitate nervoasă crescută și afectare a funcției renale. Dacă apar astfel de simptome, trebuie să eliminați din dieta dumneavoastră sarea de masă și alimentele care conțin mult acest metal (lista va fi dată mai jos), apoi consultați imediat un medic. Conținutul redus de sodiu în organism duce, de asemenea, la simptome neplăcute și disfuncții ale organelor. Spălați asta element chimic poate apărea atunci când luați diuretice timp îndelungat sau când beți numai apă purificată (distilată), când transpirație crescută si deshidratarea organismului. Simptomele deficienței de sodiu sunt sete, piele uscată și mucoase, vărsături și greață, poftă scăzută de mâncare, tulburări de conștiență și apatie, tahicardie și încetarea funcției adecvate a rinichilor.

Alimente bogate în sodiu

Pentru a evita prea mare sau prea conținut scăzutîn corpul elementului chimic în cauză, trebuie să știi care aliment are cel mai mult. În primul rând, aceasta este sarea de bucătărie deja menționată mai sus. Este format din patruzeci la sută de sodiu. Poate fi și sare de mare. În plus, acest metal se găsește în soia și sos de soia. Cantitate mare sodiul se observă în fructele de mare. Acestea sunt alge marine, majoritatea tipurilor de pește, creveți, caracatiță, carne de crab, caviar, raci etc. Conținutul de sodiu din acestea se datorează faptului că aceste organisme trăiesc într-un mediu sărat cu concentrație mare săruri ale diferitelor metale importante pentru funcționarea normală a organismului.

Utilizarea acestui metal și a unora dintre compușii săi

Utilizarea sodiului în industrie este foarte versatilă. În primul rând, această substanță este utilizată în industria chimică. Aici este necesar să se obțină substanțe precum hidroxidul metalului în cauză, fluorura, sulfații și nitrații acestuia. În plus, este folosit ca agent reducător puternic pentru a izola metalele pure din sărurile lor. Există un sodiu tehnic special destinat utilizării în astfel de scopuri. Proprietățile sale sunt înregistrate în GOST 3273-75. Datorită proprietăților reducătoare puternice menționate mai sus, sodiul este utilizat pe scară largă în metalurgie.

Acest element chimic își găsește întrebuințarea și în industria farmaceutică, unde este cel mai adesea necesar pentru obținerea bromurii sale, care este una dintre componentele principale ale multor sedative și antidepresive. În plus, sodiul poate fi folosit la fabricarea lămpilor cu descărcare în gaz - acestea vor fi surse de lumină galbenă strălucitoare. Un compus chimic precum cloratul de sodiu (NaClO 3) distruge plantele tinere, așa că este folosit pentru a le îndepărta de pe calea ferată pentru a preveni creșterea excesivă a acestora. Cianura de sodiu este utilizată pe scară largă în industria minieră a aurului. Cu ajutorul lui, acest metal este obținut din roci.

Cum obții sodiu?

Cea mai comună metodă este reacția carbonatului metalului în cauză cu carbonul. Pentru a face acest lucru, este necesar să încălziți cele două substanțe specificate la o temperatură de aproximativ o mie de grade Celsius. Drept urmare, două astfel compuși chimici, cum ar fi sodiul și vaporii. Când un mol de carbonat de sodiu reacţionează cu doi moli de carbon, se obţin doi moli de metal dorit şi trei moli de monoxid de carbon. Ecuația pentru reacția de mai sus poate fi scrisă după cum urmează: NaCO 3 + 2C = 2Na + 3CO. Într-un mod similar, acest element chimic poate fi obținut din ceilalți compuși ai săi.

Reacții calitative

Prezența sodiului+, ca orice alți cationi sau anioni, poate fi determinată prin manipulări chimice speciale. Reacție calitativă ionul de sodiu provoacă arderea - dacă este prezentă, flacăra va fi colorată în galben.

Unde poate fi găsit elementul chimic în cauză în natură?

În primul rând, așa cum am menționat deja, este una dintre componentele atât ale celulelor animale, cât și ale celulelor vegetale. De asemenea, concentrația sa ridicată se observă în apa de mare. În plus, sodiul face parte din unele minerale. Acesta, de exemplu, este sylvinit, formula sa este NaCl. KCl, precum și carnalita, a cărei formulă este KCl.MgCl 2 .6H 2 O. Prima dintre ele are o structură eterogenă cu părți multicolore alternante, culoarea sa poate include portocaliu, roz, albastru și roșu; Acest mineral este complet solubil în apă. Carnalita, în funcție de locul de formare și de impurități, poate avea și culori diferite. Poate fi roșu, galben, alb, albastru deschis și, de asemenea, transparent. Are o strălucire slabă și razele de lumină sunt puternic refractate în ea. Aceste două minerale servesc drept materii prime pentru producerea metalelor care fac parte din ele: sodiu, potasiu, magneziu.

Oamenii de știință cred că metalul pe care l-am examinat în acest articol este unul dintre cele mai comune în natură, deoarece este în scoarta terestra este de două procente și jumătate.

Natron a fost numit inițial hidroxid de sodiu. În 1807, Davy, prin electroliza alcalinelor solide ușor umezite, a obținut metale libere - potasiu și sodiu, numindu-le potasiu și sodiu. Berzelius și apoi Hess în Rusia au propus numele Natrium, care a rămas.

Fiind în natură, primind:

Metalele alcaline nu se găsesc în formă liberă în natură. Sodiul face parte din diverși compuși. Cel mai important este compusul de sodiu cu clor NaCl, care formează depozite de sare gemă (Donbass, Solikamsk, Sol-Iletsk etc.). Clorura de sodiu se găsește și în apa de mare și izvoarele sărate. Sodiul este unul dintre elementele comune. Conținutul de sodiu din scoarța terestră este de 2,64%.
Produs prin electroliza clorurii de sodiu topite sau hidroxidului de sodiu. Se folosește și reducerea oxizilor, clorurilor și carbonaților săi cu aluminiu, siliciu, calciu și magneziu atunci când sunt încălzite în vid.

Proprietăți fizice:

Sodiul este un metal alb-argintiu, densitatea lui este de 0,97 g/cm3, foarte moale, ușor de tăiat cu un cuțit. Există o legătură metalică între atomi. O substanță cu o astfel de legătură se caracterizează prin luciu metalic, ductilitate, moliciune, conductivitate electrică bună și conductivitate termică.

Proprietăți chimice:

În timpul unei interacțiuni chimice, un atom de sodiu renunță cu ușurință la electroni de valență, devenind un ion încărcat pozitiv. Se oxidează rapid în aer, așa că este depozitat sub un strat de kerosen.
Când este ars în exces de oxigen, formează peroxid de sodiu, Na 2 O 2
Cu hidrogenul, când este încălzit, formează hidrura Na + H 2 = 2NaH
Interacționează ușor cu multe nemetale - halogeni, sulf, fosfor etc.
Reacționează violent cu apa: 2Na + 2H 2 O = 2NaOH + H 2

Cele mai importante conexiuni:

Oxid de sodiu, Na 2 O (incolor), reacționează cu vaporii de apă și dioxidul de carbon, deci este mai bine să-l depozitați în benzen anhidru.
Când sodiul reacţionează direct cu oxigenul, se obţine un amestec de oxid de sodiu şi peroxid de sodiu. Pentru a obține oxid pur, puteți utiliza reacția: Na 2 O 2 + 2Na = 2Na 2 O
Peroxid de sodiu, Na 2 O 2 (galben) substanță cristalină cu o rețea ionică, interacționează cu dioxidul de carbon umed din aer, eliberând oxigen: 2Na 2 O 2 + 2CO 2 = 2Na 2 CO 3 + O 2
Hidroxid de sodiu, NaOH este o substanță albă cristalină, relativ fuzibilă și foarte stabilă termic. Când este încălzit, se evaporă fără pierderi de apă. Se dizolvă bine în apă și alcool.
Halogenuri de sodiu, substanțe cristaline incolore, foarte solubile în apă, cu excepția NaF. Se caracterizează prin proprietăți de restaurare.
sulfură de sodiu, - Na 2 S. Substanță cristalină incoloră cu o rețea ionică. Este foarte solubil în apă și este un agent reducător puternic.
Săruri, toate sărurile sunt foarte solubile și sunt electroliți puternici.
Hidrură de sodiu, NaH este o substanță cristalină incoloră cu o rețea cristalină de tip NaCl, anionul este H - . Preparat prin trecerea hidrogenului peste metalul topit. Supus disocierii termice fără topire, ușor descompus de apă:
2NaH = 2Na + H2
NaH + H20 = NaOH + H2

Aplicație:

Compușii de sodiu sunt cele mai importante componente ale producției chimice. Folosit la fabricarea săpunului, producția de sticlă și produse chimice de uz casnic.
Sodiul este important pentru majoritatea formelor de viață, inclusiv pentru oameni. În organismele vii, ionii de sodiu împreună cu ionii de potasiu acționează ca transmițători de impuls nervos. De asemenea, joacă ionii săi rol importantîn menţinerea regimului de apă al organismului.

Bondareva Maria Alexandrovna
Universitatea de Stat HF ​​Tyumen, grupa 561.

Surse: G.P. Khomchenko „Un manual de chimie pentru cei care intră în universități”
„Chimie anorganică în diagrame și tabele”

După toate acestea, este de mirare că producția de sodiu continuă să crească?

Încheiem povestea noastră despre elementul nr. 11 cu cuvintele lui Dmitri Ivanovici Mendeleev, scrise cu mulți ani în urmă, dar de două ori adevărate pentru zilele noastre: „Producerea de sodiu metalic este una dintre cele mai importante descoperiri din chimie, nu numai pentru că s-a extins. și a devenit mai mult concept corect despre corpurile simple, dar mai ales pentru că sodiul prezintă proprietăți chimice care sunt doar slab exprimate în alte metale binecunoscute.”

Povestea detaliată despre proprietăți chimice ah sodiu este omis din motivul că aceasta este una dintre puținele secțiuni de chimie care sunt prezentate destul de complet în manualele școlare.

• SODIUL PE UN SUBMARIN. Na se topește la 98, dar fierbe doar la 883°C. În consecință, intervalul de temperatură al stării lichide a acestui element este destul de mare. De aceea (și, de asemenea, datorită secțiunii transversale mici de captare a neutronilor) sodiul a început să fie folosit în energia nucleară ca agent de răcire. În special, submarinele nucleare americane sunt echipate cu centrale electrice cu circuite de sodiu. Căldura generată în reactor încălzește sodiul lichid, care circulă între reactor și generatorul de abur. În generatorul de abur, sodiul, atunci când este răcit, evaporă apa, iar sodiul de înaltă presiune rezultat rotește turbina cu abur. În aceleași scopuri, se folosește un aliaj de sodiu și potasiu.
• FOTOSINTEZA ANORGANICA. De obicei, atunci când sodiul este oxidat, se formează un oxid din compoziția Na2O. Cu toate acestea, dacă sodiul este ars în aer uscat la o temperatură ridicată, atunci în loc de oxid se formează peroxidul de Na2O2. Această substanță renunță cu ușurință la atomul său de oxigen „extra” și, prin urmare, are proprietăți oxidante puternice. La un moment dat, peroxidul de sodiu era folosit pe scară largă pentru a înălbi pălăriile de paie. Acum greutate specifică pălăriile de paie în utilizarea peroxidului de sodiu sunt neglijabile; cantitățile sale principale sunt folosite pentru albirea hârtiei și pentru regenerarea aerului în submarine. Când peroxidul de sodiu interacționează cu dioxidul de carbon, are loc procesul opus respirației: 2Na 2 O 2 + 2CO 2 → 2Na 2 CO 3 + O 2, adică. dioxid de carbon se leagă și se eliberează oxigen. Exact ca o frunză verde!
• SODIUL ȘI AURUL. În momentul în care a fost descoperit numărul 11, alchimia nu mai era în favoarea, iar ideea de a transforma sodiul în aur nu a entuziasmat mintea oamenilor de știință naturală. Cu toate acestea, acum se consumă mult sodiu pentru a obține aur. „Minereu de aur” este tratat cu o soluție de cianură de sodiu (și se obține din sodiu elementar). În acest caz, aurul se transformă în solubil compus complex, de care este izolat folosind zinc. Minerii de aur se numără printre principalii consumatori ai elementului nr. 11. La scară industrială, cianura de Na este produsă prin interacțiunea sodiului, amoniacului și cocsului la o temperatură de aproximativ 800°C.
• SARMA DE SODIU. Conductivitatea electrică a sodiului este de trei ori mai mică decât cea a cuprului. Dar sodiul este de 9 ori mai ușor! Se dovedește că firele de sodiu sunt mai profitabile decât firele de cupru. Desigur, firele subțiri nu sunt fabricate din sodiu, dar este indicat să se facă bare colectoare pentru curenți mari din sodiu. Aceste anvelope sunt sudate la capete tevi de otel, umplut cu sodiu în interior. Astfel de anvelope sunt mai ieftine decât cele din cupru.

• SODIUL ÎN APA. Fiecare școlar știe ce se întâmplă dacă arunci o bucată de sodiu în apă. Mai exact, nu în apă, ci pe apă, pentru că sodiul este mai ușor decât apa. Căldura eliberată atunci când sodiul reacţionează cu apa este suficientă pentru a topi sodiul. Și acum o minge de sodiu trece prin apă, condusă de hidrogenul eliberat. Cu toate acestea, reacția sodiului cu apa nu este doar distracție periculoasă; dimpotrivă, este adesea util. Sodiul este folosit pentru a îndepărta în mod fiabil urmele de apă din uleiurile de transformator, alcooli, eteri și alte substanțe organice, iar cu ajutorul amalgamului de sodiu (adică, un aliaj de sodiu cu mercur), conținutul de umiditate din mulți compuși poate fi determinat rapid. Amalgamul reacţionează cu apa mult mai calm decât sodiul în sine. Pentru a determina conținutul de umiditate, la o probă de materie organică se adaugă o anumită cantitate de amalgam de sodiu, iar conținutul de umiditate este determinat de volumul de hidrogen eliberat.
• CÂREA PĂMÂNTULUI DE SODIU. Este destul de natural ca Na să nu se găsească niciodată în stare liberă pe Pământ - acest metal este prea activ. Dar în straturile superioare ale atmosferei - la o altitudine de aproximativ 80 km - a fost descoperit un strat de sodiu atomic. La această altitudine, practic, nu există oxigen, vapori de apă sau nimic cu care sodiul să reacționeze. Sodiul a fost descoperit și în spațiul interstelar folosind metode spectrale.
• IZOTOPI DE SODIU. Sodiul natural este format dintr-un singur izotop cu un număr de masă de 23. Există 13 izotopi radioactivi cunoscuți ai acestui element, dintre care doi prezintă un interes științific semnificativ. Sodiul-22, atunci când se descompune, emite pozitroni - particule încărcate pozitiv a căror masă este egală cu masa electronilor. Acest izotop cu un timp de înjumătățire de 2,58 ani este folosit ca sursă de pozitroni. Și izotopul sodiu-24 (timp de înjumătățire este de aproximativ 15 ore) este folosit în medicină pentru diagnosticarea și tratamentul unor forme de leucemie - o boală gravă a sângelui.

Cum obții sodiu?

Un electrolizor modern pentru producerea de sodiu este o structură destul de impresionantă, care arată ca un cuptor. Această „sobă” este realizată din cărămidă refractară și este înconjurată la exterior de o carcasă de oțel. Un anod de grafit este introdus de jos prin partea inferioară a electrolizorului, înconjurat de o plasă în formă de inel - o diafragmă. Această plasă împiedică pătrunderea sodiului în spațiul anodic, unde este eliberat clorul. În caz contrar, elementul nr. 11 ar arde în clor. Anodul, de altfel, are și formă inelală. Este fabricat din otel. Un accesoriu obligatoriu pentru electrolizor sunt două capace. Unul este instalat deasupra anodului pentru a colecta clorul, celălalt deasupra catodului pentru a îndepărta sodiul.

Un amestec de clorură de sodiu și clorură de calciu uscate complet este încărcat în electrolizor. Acest amestec se topește la o temperatură mai scăzută decât clorura de sodiu pură. Electroliza se realizează de obicei la o temperatură de aproximativ 600°C.

Electrozii sunt alimentați D.C. tensiune aproximativ 6 V; La catod, ionii Na + sunt descărcați și sodiu metalic este eliberat. Sodiul plutește în sus și este luat într-o colecție specială (desigur, fără acces la aer). Nononii de clor Cl sunt evacuați la anod și este eliberat clor gazos - valoros produs secundar producția de sodiu.

De obicei, electrolizorul funcționează sub o sarcină de 25 - 30 mii A, în timp ce se produc 400 - 500 kg de sodiu și 600 - 700 kg de clor pe zi.

„CEL MAI METAL METAL”. Aceasta se numește uneori sodiu. Acest lucru nu este în întregime corect: în tabelul periodic, proprietățile metalice cresc pe măsură ce vă deplasați de la dreapta la stânga și de sus în jos. Deci, analogii sodiului din grup - franciu, rubidiu, cesiu, potasiu - au proprietăți metalice mai pronunțate decât sodiul. (Desigur, ne referim doar la proprietăți chimice.) Dar sodiul are, de asemenea, o gamă completă de proprietăți chimice „metalice”. Își donează cu ușurință electronii de valență (unul pe atom), prezintă întotdeauna valență 1+ și are proprietăți reducătoare pronunțate. Hidroxidul de sodiu NaOH este un alcali puternic. Toate acestea se explică prin structura atomului de sodiu, pe învelișul exterior al căruia se află un electron, iar atomul se poate despărți cu ușurință de el.

Sodiul este un metal alcalin. Activitatea sa chimică este cea mai mare dintre toate celelalte metale din tabelul periodic. De aceea, multe probleme chimice se bazează pe proprietățile acestui element, precum și pe producerea acestuia.

Cum să obțineți sodiu: formulă

Anterior, sodiul se obținea prin reducerea carbonatului de sodiu. Pentru a face acest lucru, cărbunele și carbonatul de sodiu au fost plasate strâns într-un recipient de fier. După aceasta, amestecul a fost încălzit la 1000 de grade:

Na 2 CO 3 + 2C -> 2Na + 3 CO

În prezent, industria folosește o altă metodă de producere a sodiului metalic. În acest scop, se efectuează electroliza topiturii de clorură de sodiu.

2NaCl -> 2Na + CI2

Pentru a obține o topitură, cristalele de clorură de sodiu trebuie încălzite la 500 - 600 de grade.

Mulți oameni sunt interesați de cum să obțină sodiu acasă. După cum puteți vedea, acest lucru este posibil dacă puteți ajunge la punctul de topire al sării de masă (clorură de sodiu). După aceasta, scufundați doi electrozi de grafit în topitură și conectați-i la o sursă de curent electric continuu.

Cum se face hidroxid de sodiu

Sodiul reacționează foarte violent cu apa pentru a forma hidroxid de sodiu, eliberează hidrogen și generează multă căldură. Sodiul chiar reacționează cu vaporii de apă din aer, astfel încât sodiul metalic este stocat sub un strat de parafină lichidă sau kerosen.

2Na + 2H2O = 2NaOH + H2

Hidroxidul de sodiu este utilizat pe scară largă în industrie și viața de zi cu zi. Acest compus are alte denumiri: sodă caustică, alcalină caustică, sodă caustică, tehnică sau caustică.

Cum se face oxid de sodiu

Sodiul este ușor oxidat de oxigenul atmosferic (prin urmare, sodiul metalic este stocat sub un strat de kerosen) pentru a forma oxid de sodiu:

4Na + O2 = 2Na2O

Mulți studenți cred că oxidul de sodiu poate fi obținut prin arderea sodiului în oxigen. Dar acest lucru nu este adevărat. În timpul arderii, sodiul reacționează atât de activ cu oxigenul încât, în loc de oxid, se formează peroxid de sodiu:

2Na + O 2 = Na 2 O 2

Cum se face acetat de sodiu

Acetatul de sodiu poate fi obținut prin neutralizarea bicarbonatului de sodiu cu acid acetic:

CH3COOH + NaHCO3 = CH3COONa + H2O + CO2

Acest reacție chimică este bine cunoscut gospodinelor atunci când coace diverse produse din aluat, ei recurg adesea la el.

Dacă este necesar să se obțină acetat de sodiu sub formă cristalină, soluția obținută în timpul reacției este evaporată.

Astfel, este foarte ușor să obțineți acasă acetat de sodiu. Dar este și mai ușor să mergi și să-l cumperi într-un magazin care vinde chimicale, pentru că Această substanță este foarte ieftină și se joacă cu ea autoproducție cu greu merita.

Clorura de sodiu: cum se obține

Clorura de sodiu poate fi obținută prin efectuarea unei reacții de neutralizare acid clorhidric carbonat de sodiu. În timpul reacției, se formează o soluție de clorură de sodiu în apă și se eliberează dioxid de carbon. Dacă este necesar să se obțină clorură de sodiu cristalină, soluția obținută în timpul reacției trebuie evaporată.

Na2CO3 + HCI = NaCI + H2O + CO2

Sub denumirea de clorură de sodiu se află binecunoscuta sare de masă.