новости бизнеса
компании и предприятия
нефтехимические компании
продукция / логистика
тендеры / аналитика
торговый центр
ChemIndex
новости науки
работа для химиков
химические выставки
лабораторное оборудование
химические реактивы

расширенный поиск
каталог ресурсов
электронный справочник
авторефераты / книги
форум химиков
подписка / опросы
проекты / о нас

реклама на сайте
контакты
Магазин химических реактивов
поиск
   

главная > справочник > химическая энциклопедия:

Натрий


выберите первую букву в названии статьи: А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

Натрий (от араб. натрун, греч. nitron - природная сода. лат. Natrium) Na, хим. элемент I гр. периодич. системы, атомный номер 11, ат.м. 22,98977; относится к щелочным металлам. В природе один стабильный изотоп 23Na. Поперечное сечение захвата тепловых нейтронов 4,90.10-25 м2. Конфигурация внешней электронной оболочки 3s1; степень окисления +1; энергии ионизации Na0 Na+ Na2+ 5,13915 и 47,304 эВ; сродство к электрону 0,34 эВ; электроотрицательность по Полингу 1,0; ат. радиус 0,192 нм, ионный радиус 0,116 нм (координац. число 6), 0,153 нм (12).

Содержание натрия в земной коре 2,64% по массе. В гидросфере натрий содержится в виде растворимых солей в количестве около 2,9% (при общей концентрации солей в морской воде 3,5-3,7%); содержание натрия в морской воде 1,5.1016 т. Наличие натрия установлено в атмосфере Солнца и межзвездном пространстве. В природе натрий находится только в виде солей. Важнейшие минералы - галит (каменная соль) NaCl, мирабилит (глауберова соль) Na2SO4•10 Н2О, тенардит Na2SO4, чилийская селитра NaNO3, криолит Na3[AlF6], трона NaHCO3•Na2CO3•2Н2О, бура (тинкал) Na2B4O7•10Н2О, а также природные силикаты, например, альбит Na[AlSi3O8], нефелин Na [AlSiO4], содержащие помимо натрия и др. элементы. Соединения натрия входят в состав живых организмов, главным образом в виде NaCl.

Так, например, в плазме крови человека содержание ионов натрия 0,32% по массе, в костях - 0,6%, в мышечных тканях - 0,6-1,5%. Для восполнения естественной убыли натрия из организма человек ежедневно должен употреблять с пищей 4-5 г NaCl.

Свойства. натрий - серебристо-белый металл, в тонких слоях с фиолетовым оттенком. Выше — 222 °С устойчива модификация с кубической решеткой (а = 0,4291 нм, z = 2, пространств. группа ImЗт); при —222 °С она переходит в гексагoнальную форму (а = 0,3767 нм, с = 0,6154 нм, z = 2, пространств. группа Р63/ттс). Т.пл. 97,86 °С, т. кип. 883,15 °С; плотность 0,96842 г/см3 (19,7°С), уравнения температурной зависимости плотности: d = 0,9725 - 20,11•10-4t - 1,5.10-7t2 г/см3 (0-96,6°С), d= 0,9501 -2,2976.10-4t- 1,460.10-8t2+ + 5,638.10-12t3 г/см3 (98 - 1370 °С); C0p 28,23 Дж/(моль.К), для газа 20,79 ДжДмоль•К);DH0пл 2,6 кДж/моль, DH0кип88,99 кДж/моль, DH0возг 107,5 кДж/моль (298,15 К); S0298 51,30 Дж/(моль.К), для газа S0298 153,61 Дж/(моль.К); tкрит 2733 К, pкрит40,8 МПа, uкрит 0,128 см3/моль; давление насыщ. пара (Па) 1,544.10-5 (371,02 К), 1,852.10-4 (400 К), 9,326.10-2 (500 К), 5,673 (600 К), 103,9 (700 К). В газообразном состоянии натрий состоит из частиц Na и Na2, содержание Na2 (DH0обр для газа 142,3 кДж/моль) увеличивается с ростом температуры: 0,8% (600 К), 1,3% (650 К), 2,5% (750 К).

Уравнения температурной зависимости: линейного расширения твердого натрия l = l0(1 + 6,893•10-5t +0,63.10-7t2)м; объемного расширения жидкого натрия u = u0(l +2,4183 х х 10-4t+ 7,385.10-8t2 + 15,64.10-12t3) м3; теплопроводности твердого натрия К = 135,6 - 0,167t Вт/(м.К) (0 - 97 °С), жидкого К = 93,0- 5,81.10-2t Вт/(м.К) (98-1370°С); r = 4,290 + 1,993.10-2t + 9,848•10-6t2 мкОм.см (0-97°С. твердый натрий), r = 7,756 + 2,054.10-2t + 3,481•10-5t2 мкО.см (98-1100°С, жидкий натрий); h (Па.с) 6,80.10-4 (100°С), 2,84.10-4 (400°С), 1,49.10-4 (883,15°С), lgh(Пa х х с) = -4,6814 - 0,4296 lg Т + 234,65T(98 - 500 °С); g (Н/м) 0,192 (97,86 °С), 0,161 (400 0С), 0,113 (883,15 °С), для жидкого g = 0,202 -1.10-4t Н/м. натрий парамагнитен, магнитная восприимчивость + 0,70.10-9 (293 К). Норм. электродный потенциал -2,714 В, в расплаве -2,4 В.

Химическая активность натрия весьма высока. На воздухе он активно окисляется с поверхности, в жидком состоянии выше 200 0С загорается. В зависимости от условий натрий может окисляться до натрия оксида Na2O или пероксида Na,O2. Энергично реагирует с водой с образованием натрия гидроксида NaOH и выделением Н2, при большой поверхности контакта реакция идет со взрывом. натрий воспламеняется в атмосфере F2, в Сl2 горит при обычной температуре, с Вr2 реагирует лишь при нагревании, с I2 в обычных условиях не реагирует. Энергично взаимодействует с S, Se и Те, образуя халькогениды составов Na2X, NaX, NaX2, Na2X5. Благородные газы незначительно растворим в твердом и жидком натрий, при 200 °С натрий начинает поглощать Н2, образуя весьма гигроскопичный гидрид NaH. С N2 в электрич. разряде дает нитрид Na3N или азид NaN3, с разбавленными кислотами - соли. В жидком NH3 натрий легко раств., образуя раствор синего цвета с металл.ч. проводимостью, содержащий катионы Na+ и сольватированные электроны. растворимость натрий (г в 100 г NH3): 34,6 (0°С), 31,9 (-50°С), 29,4 (-105°С). Взаимод. натрий с NH3 при 300-400 °С или в присутствии катализатора при охлаждении до — 30 °С получают амид NaNH2.

При 800-900 °С газообразный натрий с С образует карбид (ацетиленид) Na2C2. Реакцией натрия с ацетиленом при 98 oС получают NaC=CH и этилен. при более высоких температурах-Na2C2. С графитом натрий образует соединения включения (см. Графита соединения). Об органических соединениях натрия см. в ст. Натрийорганические соединения. Диспергированный натрий реагирует с большинством галогенидов, с органическими (типа СН2Сl2, СНСl3)-со взрывом. с галогенидами металл.в МНаln- восстанавливая катион М2+ . Дает интерметаллиды с Ag, Au, Cd, Ga, Tl, Sn, Pb, Sb, Bi, K, Cs; не образует соед. с Ва, Sr, Mg, Li, Zn, Al. Co ртутью натрий образует амальгамы - интерметаллиды состава NaHg2, NaHg4, NaHg8, NaHg, Na3Hg2, Na5Hg2, Na3Hg. Наибольшее значение имеют жидкие амальгамы (содержат менее 2,5% по массе натрий), образующиеся при постепенном введении натрия в Hg, находящуюся под слоем керосина или минерального масла.

Наиболее важным соединениям натрия посвящены ст. Натрия алюминаты, натрия бораты, натрия карбонат, натрия сульфат, натрия хлорид и др.

Получение. Натрий получают: электролизом расплава NaCl (одновременно производят Сl2) с добавками КСl, NaF или СаСl2 для снижения температуры плавления электролита; электролизом расплава NaOH; небольшие количества - разложением азида 2NaN3 2Na + 3N2 и др. Электролиз NaCl проводят в электролизерах с диафрагмой; аноды изготовлены из графита, катоды-из Сu или Fe. Очищают натрий от примесей хлоридов, оксидов, Са, С добавлением в расплавленный натрий смеси NaOH -Na2CO3- NaCl или Na2O2, обработкой расплава металл.ч. Li, Ti или сплавом Ti-Zr, низшими хлоридами TiCl3, TiCl2, вакуумной дистилляцией.

Определение. Качественно натрий обнаруживают по характерной желтой окраске пламени его летучими соединениями и по наиболее четко выраженным спектральным линиям 589,0 и 589,9 нм. Количественно натрий определяют пламенной фотометрией (вплоть до 0,0002 мг/л), спектр. или гравиметрическими методами. В последнем случае натрий отделяют от др. щелочных элементов в виде хлорида, сульфата или перхлората, чаще-в виде NaM(UO2)3 (СН3СОО)9.2O, где М - Mg, Zn, Mn, Ni, с последующим оксидиметрическим титрованием, а также используют люминесцентное, колориметрич., нефелометрич. (при малых содержаниях натрий) определения. Используют хроматографич., радиометрич. и спектрофотометрич. методы определения натрий

Применение. Натрий и его сплавы с К-жидкие теплоносители, в частности в ядерных реакторах. Пары натрия используют для наполнения газоразрядных ламп; сплавы Pb-Na-в производстве Рb(С2Н5)4, для изготовления подшипников. Натрий применяют как модификатор алюминиевых и др. сплавов, восстановитель в металлургии (в производстве Ti, Zr, Та), органическом синтезе (как сам натрий, так и его амальгама), для получения соединений Na, как катализатор в синтезе бутадиенового каучука. Амальгаму Na используют при получении NaOH высокой чистоты; изотоп 24Na - для радиологического лечения некоторых форм лейкемии и в диагностических целях. Изотоп 22Na - позитронный источник.

Мировое производство (без социалистических стран) превышает 300 тыс. т/год (1980).

Хранят натрий под слоем инертной обезвоженной жидкости (керосин, минер. масло и др.), перевозят только в запаянных металлических сосудах.

Металлический натрий получил впервые в 1807 Г. Дэви.

Лит.: Ситтиг М., Натрий, его производство, свойства и применение, пер. с англ., М., 1961; Foust O.J., Sodium-NaK engineering handbook, v. 1-5, N.-Y.-[a.oJ,1972-1979. См. также лит. при ст. Литий.

©Л.Ю. Аликберова.

Дополнительная информация: "Натрий: химические и физические свойства".


выберите первую букву в названии статьи: А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я


Все новости



Новости компаний

Все новости


© ChemPort.Ru, MMII-MMXVII
Контактная информация