Nātrijs

Nātrijs (Na) , ķīmiskais elements sārmu metāls periodiskās tabulas grupa (1. grupa [Ia]). Nātrijs ir ļoti mīksts sudrabaini balts metāls. Nātrijs ir visizplatītākais sārmu metāls un sestais bagātākais elements uz Zemes, kas satur 2,8 procenti no Zemes garozas. Gadā dabā tas notiek bagātīgi savienojumi , īpaši parastais sāls - nātrija hlorīds (NaCl) -, kas veido minerālu halītu un veido apmēram 80 procenti izšķīdušo sastāvdaļas jūras ūdens.

nātrija ķīmiskās īpašības (daļa no elementu periodiskās tabulas attēlu kartes)

Enciklopēdija Britannica, Inc.



Elementa īpašības
atomu skaitlisvienpadsmit
atomu svars22.9898
kušanas punkts97,81 ° C (208 ° F)
vārīšanās punkts882,9 ° C (1621 ° F)
īpaša gravitāte0,971 (20 ° C)
oksidēšanās stāvokļi+1, −1 (reti)
elektronu konfigurācija2-8-1 vai 1 s dividivi s dividivi lpp 63 s 1

Īpašības un ražošana

Tā kā nātrijs ir ārkārtīgi reaģējošs, tas nekad nenotiek brīvā stāvoklī Zemes garozā. 1807. gadā sers Hemfrijs Deivijs kļuva par pirmo, kas sagatavoja nātriju tā elementārajā formā, elektrolīzi pielietojot kausētajam nātrija hidroksīdam (NaOH). Nātrijs ir svarīgs veido silikāta materiālu, piemēram, laukšpatu un micu. Dažādās pasaules daļās ir milzīgas akmens sāls nogulsnes, un Čīlē un Peru ir nātrija nitrāta nogulsnes. Nātrija saturs jūrā ir aptuveni 1,05 procenti, kas atbilst aptuveni 3 procentu nātrija halogenīdu koncentrācijai. Nātrijs ir identificēts gan atomu, gan jonu formā zvaigžņu spektros, ieskaitot Sauli, un starpzvaigžņu vide . Meteorītu analīze norāda, ka silikāta materiāla vidējais saturs ir aptuveni 4,6 atomu nātrija uz katriem 100 silīcija atomiem.



Sers Hemfrijs Deivijs

Sers Humfrijs Deivijs Sers Hempijs Deivijs, eļļas gleznas detaļa pēc sera Tomasa Lorensa; Nacionālajā portretu galerijā, Londonā. Pieklājīgi no Nacionālās portretu galerijas Londonā

Vieglāks par ūdens , nātriju var sagriezt ar nazi istabas temperatūrā, bet zemā temperatūrā tas ir trausls. Tas vada karstums un elektrību viegli un izstāda fotoelektriskais efekts (elektronu emisija, pakļaujot gaismai) līdz izteiktai pakāpei.



Nātrijs ir neapšaubāmi vissvarīgākais komerciāli svarīgākais sārmu metāls. Lielākā daļa nātrija ražošanas procesu ietver izkausēta nātrija hlorīda elektrolīzi. Lēts un pieejams cisternu daudzumos. Šis elements tiek izmantots benzīna piedevu, tādu polimēru kā neilons un sintētisks gumija , farmaceitiskie preparāti un vairāki metāli, piemēram, tantals, titāns un silīcijs. To plaši izmanto arī kā siltummaini un nātrija tvaika lampās. Nātrija tvaika spuldzes un nātrija liesmas (dzeltenas krāsas pamats) dzeltenā krāsa analītiski nātrija tests) identificē ar divām izcilām līnijām gaismas spektra dzeltenajā daļā.

ko zinātne nozīmē svītras
Augstspiediena nātrija tvaika spuldze.

Augstspiediena nātrija tvaika spuldze. (Augšā un centrā) W.H. Rodas un G.C. Vejs R.W. Cahn un M.B. Bever (red.), Materiālzinātnes un inženierzinātņu enciklopēdija, Papildu sēj. 3, 1993. gada Pergamon Press; (apakšā) General Electric Company

Nozīmīga izmantošana

Divi no pirmajiem metāliskā nātrija izmantošanas veidiem bija nātrija cianīda un nātrija peroksīda ražošanā. Ievērojamus daudzumus izmantoja svina tetraetila kā benzīna piedevas ražošanai - tirgus, kas izzuda līdz ar bezsvina benzīna parādīšanos. Nātrija alkilsulfātu ražošanā kā galveno sastāvdaļu sintētiskajos mazgāšanas līdzekļos izmanto ievērojamu daudzumu nātrija.



Nātriju izmanto arī kā izejvielu nātrija hidrīda (NaH) un nātrija borohidrīda (NaBH) ražošanā4). Turklāt nātrijs tiek izmantots krāsvielas un krāsvielu starpprodukti smaržu sintēzē un visdažādākajos organiskajos reducējumos. To izmanto ogļūdeņražu attīrīšanai un nepiesātinātu ogļūdeņražu polimerizācijai. Daudzos organiskos pielietojumos nātriju izmanto dispersiju veidā šķidrā ogļūdeņraža vidē.

Izkausētais nātrijs ir lielisks siltuma pārneses šķidrums, un šī īpašuma dēļ tas ir ticis izmantots kā dzesēšanas šķidrums šķidruma-metāla ātrajos reaktoros. Nātriju plaši izmanto metalurģijā kā deoksidantu un kā reducētāju kalcija, cirkonija, titāna un citu pārejas metālu pagatavošanai. Komerciāla titāna ražošana ietver titāna tetrahlorīda (TiCl4) ar nātriju. Produkti ir metāla Ti un NaCl.

Galvenie savienojumi

Nātrijs ir ļoti reaģējošs, veidojot visdažādākos savienojumus ar gandrīz visiem neorganiskajiem un organiskajiem anjoniem (negatīvi lādētiem joniem). Parasti tā oksidācijas pakāpe ir +1, un tā viena valence elektronu ļoti viegli zaudē, iegūstot bezkrāsainu nātrija katjonu (Na+). Savienojumi, kas satur nātrija anjonu, Na-, ir arī sintezēti. Galvenie nātrija savienojumi ir hlorīds, karbonāts un sulfāts.



kad Mozus saņēma desmit baušļus

Vissvarīgākais un pazīstamākais nātrijs savienojums ir nātrija hlorīds vai parastais sāls, NaCl. Lielāko daļu citu nātrija savienojumu tieši vai netieši sagatavo no nātrija hlorīda, kas atrodas jūras ūdenī, dabīgos sālījumos un kā akmens sāls. Lielu daudzumu nātrija hlorīda izmanto citu smago (rūpniecisko) ķīmisko vielu ražošanā, kā arī tieši izmanto ledus un sniega tīrīšanai, ūdens kondicionēšanai un pārtikā.

nātrija hlorīds

nātrija hlorīds Nātrija hlorīds. Heningklevjers



Citas galvenās nātrija hlorīda komerciālās izmantošanas iespējas ir tā izmantošana hlora un nātrija hidroksīda ražošanā, elektrolītiski sadaloties, un nātrija karbonāta (NadiviKAS3) ar Solvay procesu. Nātrija hlorīda ūdens elektrolīze rada nātrija hipohlorīts , NaOCl, nātrija, skābekļa un hlora savienojums, ko lielos daudzumos izmanto mājsaimniecības hlora balinātājos. Nātrija hipohlorītu izmanto arī kā rūpniecisko balinātāju papīra masai un tekstilizstrādājumiem, ūdens hlorēšanai un dažos medicīniskos preparātos kā antiseptisku līdzekli un fungicīdu. Tas ir nestabils savienojums, kas pazīstams tikai ūdens šķīdumā.

Karbonāti satur karbonāta jonu (CO3divi). Nātrija bikarbonāts , ko sauc arī par nātrija ūdeņraža karbonātu vai sodas bikarbonātu, NaHCO3, ir oglekļa dioksīda avots, un tāpēc to izmanto kā sastāvdaļu cepamie pulveri , putojošos sāļos un dzērienos, kā arī sauso ķīmisko vielu galvenā sastāvdaļa ugunsdzēšamie aparāti . Tā nelielā sārmainība padara to noderīgu kuņģa vai urīna hiperskābes un acidozes ārstēšanā. To lieto arī noteiktos rūpnieciskos procesos, piemēram, miecēšanā un vilnas sagatavošanā. Nātrija karbonāts vai soda soda, NadiviKAS3, ir plaši izplatīts dabā, sastopams kā minerālūdeņu sastāvdaļas un kā cietie minerāli natrons, trona un termonatrīts. Ražošanā tiek izmantots liels daudzums sārmainā sāls stikls , mazgāšanas un tīrīšanas līdzekļi. Nātrija karbonātu apstrādā ar oglekļa dioksīdu, lai iegūtu nātrija bikarbonātu. Nātrija karbonāta monohidrāta forma NadiviKAS3· HdiviO, tiek plaši izmantots fotogrāfijā kā komponents izstrādātājiem.



cik ilgs bija 1. pasaules karš
nātrija bikarbonāts

nātrija bikarbonāts Nātrija bikarbonāts (NaHCO3), pazīstams arī kā cepamā soda vai sodas bikarbonāts. Ģeogrāfiskā grafika / Shutterstock.com

Nātrija sulfāts , Nadivi4, ir balts kristāliska cieta viela vai pulveris, ko izmanto kraftpapīra, kartona, stikla un mazgāšanas līdzekļu ražošanā un kā izejvielu dažādu ķīmisku vielu ražošanai. To iegūst vai nu no nātrija sulfāta minerālu mirabilīta un tadardīta nogulsnēm, vai sintētiski, nātrija hlorīdu apstrādājot ar sērskābi. Kristalizētais produkts ir hidrāts Nadivi4· 10HdiviO, parasti pazīstams kā Glauber sāls. Nātrija tiosulfāts (nātrija hiposulfīts), NadiviSdiviVAI3, ko fotogrāfi izmanto, lai fiksētu izstrādātos negatīvus un izdrukas; tas darbojas, izšķīdinot uz plēves pārklāto sudraba sāļu daļu, kas gaismas ietekmē paliek nemainīga.



Nātrija hidroksīds (NaOH) ir kodīga balta kristāliska cieta viela, kas viegli absorbē mitrumu, līdz tā izšķīst. Nātrija hidroksīds, ko parasti sauc par kaustisko soda vai sārmu, ir visplašāk izmantotais rūpnieciskais sārms. Tas ir ļoti kodīgs dzīvnieku un dārzeņu audiem. Sārmaini šķīdumi, kas rodas, izšķīdinot ūdenī, neitralizē skābes dažādos komerciālos procesos: naftas pārstrādē tas noņem sērskābi un organiskās skābes; ziepju ražošanā tas reaģē ar taukskābēm. NaOH šķīdumus izmanto celulozes apstrādē un daudzu ķīmisku vielu ražošanā.

iztvaicētājs

iztvaicētājs Krītošās plēves iztvaicētājs kaustiskās sodas (nātrija hidroksīda) šķīdumu koncentrēšanai. Rubens Kastelnuovo

Nātrija nitrāts vai nātrija sāls, NaNO3, pēc minerālu atradnēm Čīles ziemeļos, kas ir galvenais avots, parasti sauc par Čīles salietru. Nātrija nitrātu izmanto kā slāpekļa mēslojumu un kā dinamīta sastāvdaļu.