Natrium in der Natur (2,6 % in der Erdkruste)

Ist Natrium ein Metall oder ein Nichtmetall? Es ist ein Fehler, an die zweite Option zu glauben. Natrium ist ein weiches, silberweißes Metall, das im Periodensystem unter der Ordnungszahl 11 erscheint.

Darüber hinaus ist es (oder besser gesagt seine Verbindungen) seit der Antike bekannt! Sogar die Bibel erwähnt Natrium als Zutat in Reinigungsmitteln. Allerdings ist dies historische Referenz, wenn auch interessant. Jetzt lohnt es sich, über die Eigenschaften dieses Elements und seine anderen Eigenschaften zu sprechen.

Physikalische Eigenschaften

Die Antwort auf die Frage „Ist Natrium ein Metall oder ein Nichtmetall?“ lautet also. sehr deutlich. Schon beim bloßen Betrachten dieser Substanz kann man alles verstehen. Es ist offensichtlich, dass es übrigens, obwohl es eine silbrig-weiße Farbe hat, in dünnen Schichten einen violetten Farbton aufweist.

Dies ist eine sehr plastische Substanz. Weiche Metalle sind solche, die sich ohne großen Aufwand schmieden lassen und sich zudem durch Duktilität und Schmelzbarkeit auszeichnen. Aber in Bezug auf Natrium kann dieses Wort im wörtlichen Sinne angewendet werden. Es lässt sich mühelos mit einem Messer schneiden. Ein frischer Schnitt glänzt übrigens sehr hell. Weitere Eigenschaften sind:

Dichte. Bei normale Bedingungen- 0,971 g/cm³.
Der Schmelz- und Siedepunkt liegen bei 97,81 °C bzw. 882,95 °C.
Molare Wärmekapazität – 28,23 J/(K.mol).
Die spezifische Schmelz- und Verdampfungswärme beträgt 2,64 kJ/mol bzw. 97,9 kJ/mol.
Molares Volumen – 23,7 cm³/mol.

Es ist erwähnenswert, dass Natrium (Na) unter Druck rot und transparent wird. In diesem Zustand ist dieses Metall dem Rubin sehr ähnlich.

Stellt man es auf Raumtemperatur, bildet es Kristalle in kubischer Symmetrie. Wenn man die Temperatur jedoch auf −268 °C senkt, kann man sehen, wie sich das Metall in die hexagonale Phase umwandelt. Um zu verstehen, wovon wir sprechen, denken Sie einfach an Graphit. Dies ist ein Paradebeispiel für einen sechseckigen Kristall.

Oxidation und Verbrennung

Jetzt können wir zu den chemischen Eigenschaften von Natrium (Na) übergehen. Dieses Alkalimetall oxidiert leicht, wenn es der Luft ausgesetzt wird. Dadurch entsteht Natriumoxid (Na 2 O). Es sieht aus wie farblose kubische Kristalle. Hierbei handelt es sich um eine salzbildende binäre anorganische Substanz, die als Reagens im Syntheseprozess verwendet wird. Es wird zur Herstellung von Natriumhydroxid und anderen Verbindungen verwendet.

Um das Metall vor Sauerstoffeinwirkung zu schützen, wird es daher in Kerosin gelagert.

Bei der Verbrennung entsteht jedoch Natriumperoxid (Na 2 O 2). Sie sehen aus wie weiß-gelbe Kristalle, die sich durch eine starke Wechselwirkung mit Wasser unter Freisetzung von Wärme auszeichnen. Na 2 O 2 wird zum Bleichen von Seide, Wolle, Stoffen, Stroh, Viskose und Zellstoff verwendet.

Reaktionen mit Wasser

Auch das silbrig-weiße Weichmetall Natrium interagiert erfolgreich mit H2O. Die Reaktion mit Wasser ist sehr heftig. In dieser Flüssigkeit schwimmt ein kleines Stück Natrium an die Oberfläche und beginnt durch die erzeugte Hitze zu schmelzen. Dadurch verwandelt es sich in eine weiße Kugel, die sich schnell in verschiedene Richtungen entlang der Wasseroberfläche bewegt.

Diese sehr spektakuläre Reaktion geht mit der Freisetzung von Wasserstoff einher. Bei der Durchführung eines solchen Experiments ist Vorsicht geboten, da es zu einer Entzündung kommen kann. Und alles geschieht nach folgender Gleichung: 2Na + 2H 2 O → 2NaOH + H 2.

Wechselwirkungen mit Nichtmetallen

Natrium ist ein Metall und kann auch als starkes Reduktionsmittel bezeichnet werden, was es auch ist. Allerdings wie andere alkalische Substanzen. Daher reagiert es heftig mit vielen Nichtmetallen außer Kohlenstoff, Jod und Edelgasen, darunter radioaktives Radon, Krypton, Neon, Xenon, Argon und Helium. Solche Reaktionen sehen so aus: 2Na + Cl 2 → 2NaCl. Oder hier ein anderes Beispiel: 2Na + H 2 → 250-450 °C 2NaH.

Es ist erwähnenswert, dass Natrium aktiver ist als Lithium. Prinzipiell kann es mit Stickstoff reagieren, allerdings sehr schlecht (in einer Glimmentladung). Durch diese Wechselwirkung entsteht eine instabile Substanz namens Natriumnitrid. Dabei handelt es sich um dunkelgraue Kristalle, die mit Wasser reagieren und sich beim Erhitzen zersetzen. Sie werden nach der Gleichung gebildet: 6Na + N 2 → 2Na 3 N.

Reaktionen mit Säuren

Sie sollten auch aufgelistet werden und darüber gesprochen werden chemische Eigenschaften Natrium Dieser Stoff reagiert mit verdünnten Säuren wie ein gewöhnliches Metall. Es sieht so aus: 2Na + 2HCl → 2NaCl + H2.

Natrium interagiert unterschiedlich mit konzentrierten Stoffen, die durch oxidative Reaktionen gekennzeichnet sind; solche Reaktionen gehen mit der Freisetzung von Reduktionsprodukten einher. Hier ist ein Beispiel für eine Formel: 8Na + 10NHO 3 → 8NaNO 3 + 3H 2 O.

Erwähnenswert ist auch, dass sich das Alkalimetall Natrium leicht in flüssigem Ammoniak (NH 3) löst, dessen 10 %ige Lösung allen als Ammoniak bekannt ist. Die Gleichung sieht so aus: Na + 4NH3 → - 40°C Na 4. Als Ergebnis dieser Reaktion entsteht eine blaue Lösung.

Das Metall interagiert auch mit gasförmigem Ammoniak, jedoch beim Erhitzen. Diese Reaktion sieht folgendermaßen aus: 2Na + 2NH3 → 35 0°C 2NaNH 2 + H 2.

Andere Verbindungen

Bei der Auflistung der Haupteigenschaften von Natrium ist auch zu erwähnen, dass es mit Quecksilber interagieren kann, einem einzigartigen Element, das unter normalen Bedingungen eine weiß-silberne, schwere Flüssigkeit und gleichzeitig ein Metall ist.

Durch diese Reaktion entsteht eine Legierung. Sein genauer Name ist Natriumamalgam. Dieser Stoff wird als Reduktionsmittel verwendet, das in seinen Eigenschaften weichere Eigenschaften aufweist. reines Metall. Erhitzt man es mit Kalium, erhält man eine flüssige Legierung.

Dieses Metall kann sich auch in sogenannten Kronenethern – makroheterozyklischen Verbindungen – lösen, allerdings nur in Gegenwart organischer Lösungsmittel. Als Ergebnis dieser Reaktion entsteht ein Alkalid (ein Salz, ein starkes Reduktionsmittel) oder ein Elektrid (ein blaues Lösungsmittel).

Es ist auch nicht zu übersehen, dass Alkylhalogenide, bei denen es sich um Halogen-Kohlenstoff-Substanzen handelt, mit einem Überschuss an Natrium Organonatriumverbindungen ergeben. An der Luft entzünden sie sich normalerweise spontan. Und im Wasser explodieren sie.

Anwendung

Die Eigenschaften und Eigenschaften von Natrium ermöglichen eine breite Verwendung in der Industrie, Metallurgie und präparativen Chemie als starkes Reduktionsmittel. Darüber hinaus ist dieser Stoff beteiligt:

Bei der Trocknung organischer Lösungsmittel.
Bei der Herstellung von Schwefel-Natrium-Batterien.
In Auslassventilen von LKW-Motoren. Spielt die Rolle eines flüssigen Kühlkörpers.
Bei der Herstellung von elektrischen Leitungen, die für hohe Ströme ausgelegt sind.
In Legierungen mit Cäsium, Rubidium und Kalium. Zusammen mit diesen Stoffen bildet Natrium ein hocheffizientes Kühlmittel, das übrigens bei schnellen Neutronen eingesetzt wird Kernreaktoren.
In Gasentladungslampen.

Und das sind nur einige der Einsatzgebiete. Der weltweit am häufigsten vorkommende Stoff ist jedoch Natriumchlorid. Es ist in fast jedem Haushalt zu finden, da es sich um Speisesalz handelt.

Es ist auch nicht zu übersehen, dass die Erdkruste zu 2,6 % aus Natrium besteht. Und insgesamt liegt es im Ranking der häufigsten Elemente in der Natur auf Platz 7 und in der Liste der häufigsten Metalle auf Platz 5. Vorkommen von Natrium in der Natur reiner Form unmöglich, da es chemisch aktiv ist, aber in Form von Sulfat, Carbonat, Nitrat und Chlorid enthalten ist riesige Mengen.

Biologische Rolle

Also, alle Grundlagen zum Thema „Ist Natrium ein Metall oder ein Nichtmetall?“ es wurde gesagt. Abschließend noch ein paar Worte zu biologische Rolle dieser Substanz.

Natrium ist ein integraler Bestandteil jedes lebenden Organismus. Der Mensch ist keine Ausnahme. Hier sind seine Rollen:

Hält den osmotischen Druck aufrecht.
Transportiert Kohlendioxid.
Normalisiert den Wasserhaushalt.
Fördert den Transport von Glukose, Aminosäuren und Anionen durch Zellmembranen.
Sein Austausch mit Kaliumionen beeinflusst die Bildung des Aktionspotentials.
Wirkt sich positiv auf den Proteinstoffwechsel aus.
Beteiligt sich am Hydratationsprozess.

Natrium ist in fast allen Produkten enthalten. Aber seine Hauptquellen sind Salz und Backpulver. Vitamin D verbessert die Aufnahme dieser Substanz.

Ein Natriummangel tritt zwar nicht auf, beim Fasten kann es jedoch zu Problemen durch die Zufuhr unzureichender Mengen kommen. Dies ist mit Gewichtsverlust, Erbrechen, beeinträchtigter Aufnahme von Monosacchariden und der Bildung von Zucker verbunden Magen-Darmtrakt Gase In besonders schweren Fällen kommt es zu Neuralgien und Krämpfen. Daher ist es besser, Ihren Körper keinem starken Hunger auszusetzen.

Natrium
Ordnungszahl	11
Aussehen einfache Substanz	silberweißes Weichmetall
Eigenschaften des Atoms
Atommasse (Molmasse)	22.989768 a. e.m. (/mol)
Atomradius	190 Uhr
Ionisationsenergie (erstes Elektron)	495,6(5,14) kJ/mol (eV)
Elektronische Konfiguration	3s 1
Chemische Eigenschaften
Kovalenter Radius	154 Uhr
Ionenradius	97 (+13 Uhr).
Elektronegativität (nach Pauling)	0,93
Elektrodenpotential	-2,71 V
Oxidationsstufen	1
Thermodynamische Eigenschaften einer einfachen Substanz
Dichte	0,971 /cm³
Molare Wärmekapazität	28,23 J/(mol)
Wärmeleitfähigkeit	142,0 W/(·)
Schmelztemperatur	370,96
Schmelzhitze	2,64 kJ/mol
Siedetemperatur	1156,1
Verdampfungswärme	97,9 kJ/mol
Molares Volumen	23,7 cm³/mol
Kristallgitter einer einfachen Substanz
Gitterstruktur	kubisch raumzentriert
Gitterparameter	4,230
c/a-Verhältnis	—
Debye-Temperatur	150 K

N / A	11
22,98977
3s 1
Natrium

Natrium —Element die Hauptuntergruppe der ersten Gruppe, die dritte Periode des Periodensystems der chemischen Elemente von D. I. Mendelejew, mit der Ordnungszahl 11. Bezeichnet mit dem Symbol Na (lat. Natrium). Der einfache Stoff Natrium (CAS-Nummer: 7440-23-5) ist ein weiches Alkalimetall mit silbrig-weißer Farbe.

In Wasser verhält sich Natrium fast genauso wie Lithium: Die Reaktion läuft unter schneller Freisetzung von Wasserstoff ab und in der Lösung entsteht Natriumhydroxid.

Geschichte und Herkunft des Namens

Natrium (oder besser gesagt seine Verbindungen) wird seit der Antike verwendet. Zum Beispiel Soda (Natron), das natürlicherweise im Wasser der Sodaseen in Ägypten vorkommt. Die alten Ägypter verwendeten natürliches Soda zum Einbalsamieren, Bleichen von Leinwand, zum Kochen von Speisen sowie zur Herstellung von Farben und Glasuren. Plinius der Ältere schreibt, dass im Nildelta Soda (es enthielt einen ausreichenden Anteil an Verunreinigungen) aus Flusswasser isoliert wurde. Es kam in Form großer Stücke in den Handel, die durch die Beimischung von Kohle grau oder sogar schwarz gefärbt waren.

Natrium wurde erstmals 1807 vom englischen Chemiker Humphry Davy durch Elektrolyse von festem NaOH gewonnen.

Der Name „Natrium“ stammt aus dem Arabischen Natrun auf Griechisch - Nitron und bezog sich ursprünglich auf natürliches Soda. Das Element selbst wurde früher Natrium genannt.

Quittung

Der erste Weg zur Herstellung von Natrium war die Reduktionsreaktion Natriumcarbonat Kohle beim Erhitzen einer engen Mischung dieser Stoffe in einem Eisenbehälter auf 1000°C:

Na 2 CO 3 +2C=2Na+3CO

Dann erschien eine andere Methode zur Herstellung von Natrium – die Elektrolyse von geschmolzenem Natriumhydroxid oder Natriumchlorid.

Physikalische Eigenschaften

Metallisches Natrium, gespeichert in Kerosin

Qualitative Bestimmung von Natrium mittels Flamme – leuchtend gelbe Farbe des Emissionsspektrums der „Natrium-D-Linie“, Dublett 588,9950 und 589,5924 nm.

Chemische Eigenschaften

Ein Alkalimetall, das an der Luft leicht oxidiert. Zum Schutz vor Luftsauerstoff wird metallisches Natrium unter einer Schicht eingelagert Kerosin. Natrium ist weniger aktiv als Lithium, also mit Stickstoff reagiert nur bei Erwärmung:

2Na + 3N 2 = 2NaN 3

Bei großem Sauerstoffüberschuss entsteht Natriumperoxid

2Na + O 2 = Na 2 O 2

Anwendung

Natriummetall wird in der präparativen Chemie und Industrie häufig als starkes Reduktionsmittel verwendet, auch in der Metallurgie. Natrium wird bei der Herstellung sehr energieintensiver Natrium-Schwefel-Batterien verwendet. Es wird auch in LKW-Auslassventilen als Kühlkörper verwendet. Gelegentlich wird Natriummetall als Material für elektrische Leitungen verwendet, die sehr hohe Ströme führen sollen.

In einer Legierung mit Kalium sowie mit Rubidium und Cäsium als hocheffizientes Kühlmittel eingesetzt. Die Legierungszusammensetzung beträgt insbesondere 12 % Natrium, Kalium 47 %, Cäsium 41 % haben einen Rekord niedrige Temperatur Schmelzpunkt −78 °C und wurde als Arbeitsflüssigkeit für Ionenraketenmotoren und Kühlmittel für Kernkraftwerke vorgeschlagen.

Natrium wird auch in Hoch- und Hochgasentladungslampen verwendet. niedriger Druck(NLVD und NLND). NLVD-Lampen vom Typ DNaT (Arc Sodium Tubular) werden sehr häufig in der Straßenbeleuchtung eingesetzt. Sie geben ein helles gelbes Licht ab. Die Lebensdauer von HPS-Lampen beträgt 12-24.000 Stunden. Daher sind Gasentladungslampen vom Typ HPS für die städtische, architektonische und industrielle Beleuchtung unverzichtbar. Es gibt auch Lampen DNaS, DNaMT (Arc Sodium Matte), DNaZ (Arc Sodium Mirror) und DNaTBR (Arc Sodium Tubular Without Mercury).

Natriummetall wird verwendet qualitative Analyse organische Substanz. Die Legierung aus Natrium und der Testsubstanz wird neutralisiert Ethanol, einige Milliliter destilliertes Wasser hinzufügen und in drei Teile teilen, J. Lassaignes Test (1843) zur Bestimmung von Stickstoff, Schwefel und Halogenen (Beilstein-Test)

— Natriumchlorid (Speisesalz) ist das älteste verwendete Aroma- und Konservierungsmittel.
— Natriumazid (Na 3 N) wird als Nitriermittel in der Metallurgie und bei der Herstellung von Bleiazid verwendet.
— Natriumcyanid (NaCN) wird bei der hydrometallurgischen Methode zur Goldauslaugung verwendet Felsen sowie beim Nitrocarburieren von Stahl und beim Galvanisieren (Versilbern, Vergolden).
— Natriumchlorat (NaClO 3) wird zur Zerstörung unerwünschter Vegetation auf Bahngleisen eingesetzt.

Biologische Rolle

Im Körper kommt Natrium hauptsächlich außerhalb der Zellen vor (etwa 15-mal mehr als im Zytoplasma). Dieser Unterschied wird durch die Natrium-Kalium-Pumpe aufrechterhalten, die in der Zelle eingeschlossenes Natrium herauspumpt.

Zusammen mitKaliumNatrium erfüllt folgende Funktionen:
Schaffung von Bedingungen für das Auftreten von Membranpotential und Muskelkontraktionen.
Aufrechterhaltung der osmotischen Konzentration des Blutes.
Aufrechterhaltung des Säure-Basen-Gleichgewichts.
Normalisierung des Wasserhaushalts.
Sicherstellung des Membrantransports.
Aktivierung vieler Enzyme.

Natrium kommt in fast allen Lebensmitteln vor, der Körper nimmt den größten Teil davon jedoch über Speisesalz auf. Die Resorption erfolgt hauptsächlich im Magen und Dünndarm. Vitamin D verbessert die Aufnahme von Natrium, übermäßig salzige und proteinreiche Lebensmittel beeinträchtigen jedoch die normale Aufnahme. Die mit der Nahrung aufgenommene Natriummenge zeigt den Natriumgehalt im Urin an. Natriumreiche Lebensmittel zeichnen sich durch eine beschleunigte Ausscheidung aus.

Natriummangel beim Diätenden ausgewogenes Essen kommt beim Menschen nicht vor, jedoch können bei vegetarischer Ernährung einige Probleme auftreten. Ein vorübergehender Mangel kann durch die Einnahme von Diuretika, Durchfall, übermäßiges Schwitzen oder übermäßige Wasseraufnahme verursacht werden. Zu den Symptomen eines Natriummangels zählen Gewichtsverlust, Erbrechen, Blähungen im Magen-Darm-Trakt und eine gestörte Absorption Aminosäuren und Monosaccharide. Ein langfristiger Mangel führt zu Muskelkrämpfen und Neuralgien.

Überschüssiges Natrium führt zu Schwellungen der Beine und des Gesichts sowie zu einer erhöhten Kaliumausscheidung im Urin. Die maximale Salzmenge, die von den Nieren verarbeitet werden kann, beträgt etwa 20-30 Gramm. große Menge schon lebensgefährlich.

Natriumverbindungen

Natrium, Natrium, Na (11)
Der Name Natrium kommt von Natrium, Natrium altes Wort, verbreitet in Ägypten, bei den alten Griechen (Vixpov) und Römern. Es findet sich bei Plinius (Nitron) und anderen antiken Autoren und entspricht dem hebräischen Neter. IN antikes Ägypten Natron oder Nitron wurde allgemein als Alkali bezeichnet, das nicht nur aus natürlichen Sodaseen, sondern auch aus Pflanzenasche gewonnen wurde. Es wurde zum Waschen, zur Herstellung von Glasuren und zur Mumifizierung von Leichen verwendet. Im Mittelalter wurde der Name Nitron (Nitron, Natron, Nataron) neben Bor (Baurach) auch für Salpeter (Nitrum) verwendet. Arabische Alchemisten nannten Alkali Alkali. Mit der Entdeckung des Schießpulvers in Europa begann man im 17. Jahrhundert, Salpeter (Sal Petrae) strikt von Alkalien zu unterscheiden. Es wurde bereits zwischen nichtflüchtigen bzw. festen Alkalien und flüchtigen Alkalien (flüchtige Alkalien) unterschieden. Gleichzeitig wurde zwischen pflanzlichem (Alkali fixum vegetabile – Kali) und mineralischem Alkali (Alkali fixum minerale – Soda) unterschieden.

Ende des 18. Jahrhunderts. Klaproth führte den Namen Natron oder Soda für das mineralische Alkali und für das pflanzliche Alkali Kali ein. Lavoisier führte Alkalien nicht in die „Tabelle der einfachen Körper“ ein und wies in einer Anmerkung dazu darauf hin, dass es sich dabei wahrscheinlich um komplexe Substanzen handelte Eines Tages werden sie zersetzt sein. Tatsächlich erhielt Davy 1807 durch Elektrolyse leicht angefeuchteter fester Alkalien freie Metalle – Kalium und Natrium – und nannte sie Kalium und Natrium. IN nächstes Jahr Gilbert, Herausgeber der berühmten Annals of Physics, schlug vor, die neuen Metalle Kalium und Natrium (Natronium) zu nennen; Berzelius verkürzte den letztgenannten Namen auf „Sodium“ (Natrium). IN Anfang des 19. Jahrhunderts V. in Russland wurde Natrium Natrium genannt (Dvigubsky, 182i; Solovyov, 1824); Strachow schlug den Namen sod vor (1825). Natriumsalze wurden beispielsweise Sodasulfat, Salzsoda und gleichzeitig Essigsoda genannt (Dvigubsky, 1828). Hess führte nach dem Vorbild von Berzelius den Namen Natrium ein.

Der Inhalt des Artikels

NATRIUM– (Natrium) Na, ein chemisches Element der Gruppe 1 (Ia) des Periodensystems, gehört zu den alkalischen Elementen. Ordnungszahl 11, relativ Atommasse 22.98977. In der Natur gibt es ein stabiles Isotop 23 Na. Es sind sechs radioaktive Isotope dieses Elements bekannt, von denen zwei für Wissenschaft und Medizin von Interesse sind. Als Positronenquelle wird Natrium-22 mit einer Halbwertszeit von 2,58 Jahren verwendet. Natrium-24 (seine Halbwertszeit beträgt etwa 15 Stunden) wird in der Medizin zur Diagnose und Behandlung einiger Formen von Leukämie eingesetzt.

Oxidationsstufe +1.

Natriumverbindungen sind seit der Antike bekannt. Natriumchlorid - erforderliche Komponente menschliche Nahrung. Es wird angenommen, dass die Menschen bereits im Neolithikum damit begannen, es zu verwenden, d. h. vor etwa 5–7.000 Jahren.

IN Altes Testament eine bestimmte Substanz „Neter“ wird erwähnt. Dieser Stoff wurde als Waschmittel verwendet. Höchstwahrscheinlich handelt es sich bei Neter um Soda, ein Natriumcarbonat, das sich in den salzigen ägyptischen Seen mit kalkhaltigen Ufern gebildet hat. Die griechischen Autoren Aristoteles und Dioskurides schrieben später über dieselbe Substanz, allerdings unter dem Namen „Nitron“, und der antike römische Historiker Plinius der Ältere nannte sie „Nitrum“, als er dieselbe Substanz erwähnte.

Im 18. Jahrhundert Chemiker kannten bereits viele verschiedene Natriumverbindungen. Natriumsalze wurden häufig in der Medizin, beim Gerben von Leder und beim Färben von Stoffen verwendet.

Metallisches Natrium wurde erstmals vom englischen Chemiker und Physiker Humphry Davy durch Elektrolyse von geschmolzenem Natriumhydroxid (unter Verwendung einer Voltaiksäule aus 250 Kupfer- und Zinkplattenpaaren) gewonnen. Der von Davy für dieses Element gewählte Name „Natrium“ spiegelt seine Herkunft aus dem Soda Na 2 CO 3 wider. Der lateinische und russische Name des Elements leitet sich vom arabischen „natrun“ (natürliche Soda) ab.

Verteilung von Natrium in der Natur und seine industrielle Gewinnung.

Natrium ist das siebthäufigste Element und das fünfthäufigste Metall (nach Aluminium, Eisen, Kalzium und Magnesium). Sein Gehalt in der Erdkruste beträgt 2,27 %. Der größte Teil des Natriums kommt in verschiedenen Alumosilikaten vor.

Auf allen Kontinenten gibt es große Vorkommen an Natriumsalzen in relativ reiner Form. Sie sind das Ergebnis der Verdunstung alter Meere. Dieser Prozess ist in Salt Lake (Utah), am Toten Meer und an anderen Orten immer noch im Gange. Natrium kommt in Form von NaCl-Chlorid (Halit, Steinsalz) sowie Carbonat Na 2 CO 3 NaHCO 3 2H 2 O (Trona), Nitrat NaNO 3 (Salpeter), Sulfat Na 2 SO 4 10H 2 O (Mirabilit) vor ) , Tetraborat Na 2 B 4 O 7 10 H 2 O (Borax) und Na 2 B 4 O 7 4H 2 O (Kernit) und andere Salze.

In natürlichen Solen und Meerwasser gibt es unerschöpfliche Natriumchloridreserven (ca. 30 kg m–3). Es wird geschätzt, dass Steinsalz in einer Menge, die dem Natriumchloridgehalt im Weltmeer entspricht, ein Volumen von 19 Millionen Kubikmetern einnehmen würde. km (50 % mehr als das Gesamtvolumen des nordamerikanischen Kontinents über dem Meeresspiegel). Ein Prisma dieses Volumens mit einer Grundfläche von 1 qm. km können den Mond 47 Mal erreichen.

Mittlerweile beträgt die Gesamtproduktion von Natriumchlorid aus Meerwasser 6–7 Millionen Tonnen pro Jahr, was etwa einem Drittel der gesamten Weltproduktion entspricht.

Lebende Materie enthält durchschnittlich 0,02 % Natrium; Bei Tieren gibt es mehr davon als bei Pflanzen.

Eigenschaften einer einfachen Substanz und industrielle Produktion von Natriummetall.

Die ternäre Legierung, die 12 % Natrium, 47 % Kalium und 41 % Cäsium enthält, hat mit –78 °C den niedrigsten Schmelzpunkt aller Metallsysteme.

Natrium und seine Verbindungen färben die Flamme leuchtend gelb. Die Doppellinie im Natriumspektrum entspricht dem Übergang 3 S 1–3P 1 in den Atomen des Elements.

Die chemische Aktivität von Natrium ist hoch. An der Luft wird es schnell mit einem Film aus einer Mischung aus Peroxid, Hydroxid und Carbonat bedeckt. Natrium verbrennt Sauerstoff, Fluor und Chlor. Beim Verbrennen eines Metalls an der Luft entsteht Na 2 O 2-Peroxid (mit einer Beimischung von Na 2 O-Oxid).

Natrium reagiert mit Schwefel, wenn es im Mörser zermahlen wird. Schwefelsäure reduziert sich zu Schwefel oder sogar Sulfid. Festes Kohlendioxid („Trockeneis“) explodiert bei Kontakt mit Natrium (Kohlendioxid-Feuerlöscher können nicht zum Löschen eines Natriumbrandes verwendet werden!). Mit Stickstoff findet die Reaktion nur statt elektrische Entladung. Natrium interagiert nicht nur mit Inertgasen.

Natrium reagiert aktiv mit Wasser:

2Na + 2H 2 O = 2NaOH + H 2

Die bei der Reaktion freigesetzte Wärme reicht aus, um das Metall zu schmelzen. Deshalb, wenn ein kleines Stück Wirf man Natrium ins Wasser, schmilzt es aufgrund der thermischen Wirkung der Reaktion und ein Metalltropfen, der leichter als Wasser ist, „läuft“ entlang der Wasseroberfläche, angetrieben durch die Reaktionskraft des freigesetzten Wasserstoffs. Natrium reagiert mit Alkoholen viel ruhiger als mit Wasser:

2Na + 2C 2 H 5 OH = 2C 2 H 5 ONa + H 2

Natrium löst sich leicht in flüssigem Ammoniak und bildet leuchtend blaue metastabile Lösungen mit ungewöhnlichen Eigenschaften. Bei –33,8 °C lösen sich bis zu 246 g Natriummetall in 1000 g Ammoniak. Verdünnte Lösungen sind blau, konzentrierte Lösungen sind bronzefarben. Sie sind etwa eine Woche haltbar. Es wurde festgestellt, dass Natrium in flüssigem Ammoniak Folgendes ionisiert:

Na Na + + e –

Die Gleichgewichtskonstante dieser Reaktion beträgt 9,9·10 –3. Das austretende Elektron wird von Ammoniakmolekülen gelöst und bildet einen Komplex –. Die resultierenden Lösungen weisen metallische elektrische Leitfähigkeit auf. Wenn Ammoniak verdampft, bleibt das ursprüngliche Metall zurück. Bei längerer Lagerung der Lösung kommt es aufgrund der Reaktion des Metalls mit Ammoniak zum Amid NaNH 2 bzw. Imid Na 2 NH und der Freisetzung von Wasserstoff nach und nach zu einer Verfärbung.

Natrium wird unter einer Schicht dehydrierter Flüssigkeit (Kerosin, Mineralöl) gelagert und nur in versiegelten Metallbehältern transportiert.

Die elektrolytische Methode zur industriellen Herstellung von Natrium wurde 1890 entwickelt. Die Elektrolyse wurde wie in Davys Experimenten mit geschmolzenem Natriumhydroxid durchgeführt, jedoch unter Verwendung fortschrittlicherer Energiequellen als der Voltaiksäule. Dabei wird neben Natrium auch Sauerstoff freigesetzt:

Anode (Nickel): 4OH – – 4e – = O 2 + 2H 2 O.

Bei der Elektrolyse von reinem Natriumchlorid ernsthafte Probleme, verbunden zum einen mit dem nahen Schmelzpunkt von Natriumchlorid und dem Siedepunkt von Natrium und zum anderen mit der hohen Löslichkeit von Natrium in flüssigem Natriumchlorid. Durch die Zugabe von Kaliumchlorid, Natriumfluorid und Calciumchlorid zu Natriumchlorid können Sie die Schmelztemperatur auf 600 °C senken. Herstellung von Natrium durch Elektrolyse einer geschmolzenen eutektischen Mischung (einer Legierung aus zwei Stoffen mit dem niedrigsten Schmelzpunkt) 40 % NaCl und 60 % CaCl 2 bei ~580 °C in einer entworfenen Zelle Amerikanischer Ingenieur G. Downs wurde 1921 von DuPont in der Nähe des Kraftwerks an den Niagarafällen gegründet.

An den Elektroden laufen folgende Prozesse ab:

Kathode (Eisen): Na + + e – = Na

Ca 2+ + 2e – = Ca

Anode (Graphit): 2Cl – – 2e – = Cl 2.

Auf einer zylindrischen Stahlkathode bilden sich Natrium- und Kalziummetalle, die von einem gekühlten Rohr nach oben befördert werden, in dem das Kalzium erstarrt und in die Schmelze zurückfällt. Das an der zentralen Graphitanode erzeugte Chlor wird unter dem Nickeldach gesammelt und anschließend gereinigt.

Derzeit beträgt die Produktionsmenge von Natriummetall mehrere tausend Tonnen pro Jahr.

Die industrielle Verwendung von Natriummetall ist auf seine stark reduzierenden Eigenschaften zurückzuführen. Lange Zeit Großer Teil Das erzeugte Metall wurde zur Herstellung von Tetraethylblei PbEt 4 und Tetramethylblei PbMe 4 (Klopfschutzmittel für Benzin) verwendet, indem Alkylchloride mit einer Legierung aus Natrium und Blei unter hohem Druck umgesetzt wurden. Nun geht diese Produktion aufgrund der Umweltverschmutzung rapide zurück.

Ein weiteres Anwendungsgebiet ist die Herstellung von Titan, Zirkonium und anderen Metallen durch Reduktion ihrer Chloride. Kleinere Mengen Natrium werden zur Herstellung von Verbindungen wie Hydrid, Peroxid und Alkoholaten verwendet.

Dispergiertes Natrium ist ein wertvoller Katalysator bei der Herstellung von Gummi und Elastomeren.

In Kernreaktoren mit schnellen Neutronen wird zunehmend geschmolzenes Natrium als Wärmeaustauschflüssigkeit verwendet. Der niedrige Schmelzpunkt, die niedrige Viskosität und der kleine Neutronenabsorptionsquerschnitt in Kombination mit der extrem hohen Wärmekapazität und Wärmeleitfähigkeit von Natrium machen es (und seine Legierungen mit Kalium) zu einem unverzichtbaren Material für diese Zwecke.

Natrium reinigt zuverlässig Transformatorenöle, Ether und andere organische Substanz aus Spuren von Wasser, und mit Hilfe von Natriumamalgam kann der Feuchtigkeitsgehalt vieler Verbindungen schnell bestimmt werden.

Natriumverbindungen.

Natrium bildet mit allen üblichen Anionen einen vollständigen Komplex von Verbindungen. Es wird angenommen, dass in solchen Verbindungen eine nahezu vollständige Ladungstrennung zwischen den kationischen und anionischen Teilen des Kristallgitters stattfindet.

Natriumoxid Na 2 O wird durch die Reaktion von Na 2 O 2, NaOH und am meisten bevorzugt NaNO 2 mit Natriummetall synthetisiert:

Na 2 O 2 + 2Na = 2Na 2 O

2NaOH + 2Na = 2Na2O + H2

2NaNO 2 + 6Na = 4Na 2 O + N 2

In der letzten Reaktion kann Natrium durch Natriumazid NaN 3 ersetzt werden:

5NaN3 + NaNO2 = 3Na2O + 8N2

Am besten lagert man Natriumoxid in wasserfreiem Benzin. Es dient als Reagenz für verschiedene Synthesen.

Natriumperoxid Durch die Oxidation von Natrium entsteht Na 2 O 2 in Form eines hellgelben Pulvers. Dabei entsteht unter Bedingungen begrenzter Zufuhr von trockenem Sauerstoff (Luft) zunächst Na 2 O-Oxid, das sich dann in Na 2 O 2-Peroxid umwandelt. In Abwesenheit von Sauerstoff ist Natriumperoxid bis zu ~675 °C thermisch stabil.

Natriumperoxid wird in der Industrie häufig als Bleichmittel für Fasern, Papierzellstoff, Wolle usw. verwendet. Es ist ein starkes Oxidationsmittel: Es explodiert beim Mischen mit Aluminiumpulver oder Holzkohle, reagiert mit Schwefel (und wird heiß) und entzündet viele organische Flüssigkeiten. Natriumperoxid reagiert mit Kohlenmonoxid unter Bildung von Carbonat. Bei der Reaktion von Natriumperoxid mit Kohlendioxid wird Sauerstoff freigesetzt:

2Na 2 O 2 + 2CO 2 = 2Na 2 CO 3 + O 2

Diese Reaktion ist wichtig praktischer Nutzen in Atemschutzgeräten für U-Bootfahrer und Feuerwehrleute.

Natriumsuperoxid NaO 2 wird durch langsames Erhitzen von Natriumperoxid auf 200–450 °C unter einem Sauerstoffdruck von 10–15 MPa gewonnen. Hinweise auf die Bildung von NaO 2 wurden erstmals bei der Reaktion von Sauerstoff mit in flüssigem Ammoniak gelöstem Natrium erhalten.

Die Einwirkung von Wasser auf Natriumsuperoxid führt auch bei Kälte zur Freisetzung von Sauerstoff:

2NaO 2 + H 2 O = NaOH + NaHO 2 + O 2

Mit steigender Temperatur steigt die Menge an freigesetztem Sauerstoff, da sich das entstehende Natriumhydroperoxid zersetzt:

4NaO 2 + 2H 2 O = 4NaOH + 3O 2

Natriumsuperoxid ist Bestandteil von Systemen zur Luftregeneration in geschlossenen Räumen.

Natriumozonid NaO 3 entsteht durch die Einwirkung von Ozon auf wasserfreies Natriumhydroxidpulver bei niedriger Temperatur, gefolgt von der Extraktion von rotem NaO 3 mit flüssigem Ammoniak.

Natriumhydroxid NaOH wird oft als Natronlauge oder Natronlauge bezeichnet. Dies ist eine starke Base und wird als typisches Alkali eingestuft. Zahlreiche NaOH-Hydrate wurden aus wässrigen Lösungen von Natriumhydroxid gewonnen N H 2 O, wo N= 1, 2, 2,5, 3,5, 4, 5,25 und 7.

Natriumhydroxid ist sehr aggressiv. Es zerstört Glas und Porzellan durch Wechselwirkung mit dem darin enthaltenen Siliziumdioxid:

2NaOH + SiO 2 = Na 2 SiO 3 + H 2 O

Der Name „Natronlauge“ spiegelt die ätzende Wirkung von Natriumhydroxid auf lebendes Gewebe wider. Besonders gefährlich ist es, wenn dieser Stoff in die Augen gelangt.

Der Arzt des Herzogs von Orleans, Nicolas Leblanc (1742–1806), entwickelte 1787 ein praktisches Verfahren zur Herstellung von Natriumhydroxid aus NaCl (Patent 1791). Dieses erste großtechnische Industrieprojekt chemischer Prozess wurde im 19. Jahrhundert zu einer großen technologischen Errungenschaft in Europa. Das Leblanc-Verfahren wurde später durch das elektrolytische Verfahren ersetzt. Im Jahr 1874 belief sich die weltweite Produktion von Natriumhydroxid auf 525.000 Tonnen, wovon 495.000 Tonnen nach der Leblanc-Methode gewonnen wurden; 1902 erreichte die Produktion von Natriumhydroxid 1800.000 Tonnen, mit der Leblanc-Methode wurden jedoch nur 150.000 Tonnen gewonnen.

Natriumhydroxid ist heute das wichtigste Alkali in der Industrie. Allein in den USA beträgt die jährliche Produktion mehr als 10 Millionen Tonnen. Es wird in großen Mengen durch Elektrolyse von Salzlaken gewonnen. Bei der Elektrolyse einer Natriumchloridlösung entsteht Natriumhydroxid und Chlor wird freigesetzt:

Kathode (Eisen) 2H 2 O + 2 e– = H 2 + 2OH –

Anode (Graphit) 2Cl – – 2 e– = Cl 2

Mit der Elektrolyse geht die Konzentration von Alkali in riesigen Verdampfern einher. Das größte der Welt (im Werk Lake Charles von PPG Inductries) hat eine Höhe von 41 m und einen Durchmesser von 12 m. Etwa die Hälfte des produzierten Natriumhydroxids wird direkt in der chemischen Industrie zur Herstellung verschiedener organischer und organischer Stoffe verwendet anorganische Stoffe: Phenol, Resorcin, b-Naphthol, Natriumsalze (Hypochlorit, Phosphat, Sulfid, Aluminate). Darüber hinaus wird Natriumhydroxid bei der Herstellung von Papier und Zellstoff, Seife und Waschmitteln, Ölen und Textilien verwendet. Dies ist auch bei der Verarbeitung von Bauxit erforderlich. Eine wichtige Anwendung von Natriumhydroxid ist die Neutralisation von Säuren.

Natriumchlorid NaCl ist als Speisesalz und Steinsalz bekannt. Es bildet farblose, leicht hygroskopische kubische Kristalle. Natriumchlorid schmilzt bei 801 °C, siedet bei 1413 °C. Seine Löslichkeit in Wasser hängt kaum von der Temperatur ab: 35,87 g NaCl lösen sich in 100 g Wasser bei 20 °C, bei 80 °C sind es 38,12 g.

Natriumchlorid ist ein notwendiges und unverzichtbares Lebensmittelgewürz. In der fernen Vergangenheit war Salz genauso teuer wie Gold. IN antikes Rom Legionäre wurden oft nicht mit Geld, sondern mit Salz bezahlt, daher das Wort Soldat.

IN Kiewer Rus Sie verwendeten Salz aus der Karpatenregion, aus Salzseen und Flussmündungen des Schwarzen und Asowschen Meeres. Es war so teuer, dass es bei feierlichen Festen auf den Tischen adliger Gäste serviert wurde, während andere „schlürfend“ weggingen.

Nach dem Beitritt Region Astrachan Für den Moskauer Staat wurden die Seen der Kaspischen Region zu wichtigen Salzquellen, und dennoch gab es nicht genug davon, es war teuer, so dass es zu Unzufriedenheit unter den ärmsten Teilen der Bevölkerung kam, die zu einem Aufstand namens „ Salzaufstand (1648)

Im Jahr 1711 erließ Peter I. ein Dekret zur Einführung eines Salzmonopols. Der Salzhandel wurde zum ausschließlichen Recht des Staates. Das Salzmonopol dauerte mehr als 150 Jahre und wurde 1862 abgeschafft.

Heutzutage ist Natriumchlorid ein billiges Produkt. Zusammen mit Kohle, Kalkstein und Schwefel ist einer der sogenannten „Big Four“ mineralischen Rohstoffe und der wichtigste für die chemische Industrie.

Das meiste Natriumchlorid wird in Europa produziert (39 %). Nordamerika(34 %) und Asien (20 %), während in Südamerika und Ozeanien machen jeweils nur 3 % aus, und Afrika – 1 %. Steinsalz bildet riesige unterirdische Lagerstätten (oft Hunderte von Metern dick), die mehr als 90 % NaCl enthalten. Eine typische Salzlagerstätte in Cheshire (die Hauptquelle für Natriumchlorid in Großbritannien) erstreckt sich über eine Fläche von 60 × 24 km und verfügt über ein Salzbett von etwa 400 m Dicke. Allein diese Lagerstätte hat schätzungsweise einen Wert von mehr als 10 11 Tonnen .

Weltweite Salzproduktion zu Beginn des 21. Jahrhunderts. 200 Millionen Tonnen erreicht, 60 % davon werden verbraucht chemische Industrie(zur Herstellung von Chlor und Natriumhydroxid sowie Papierzellstoff, Textilien, Metallen, Gummi und Ölen), 30 % - Lebensmittel, 10 % entfallen auf andere Tätigkeitsbereiche. Natriumchlorid wird beispielsweise als günstiges Enteisungsmittel verwendet.

Natriumcarbonat Na 2 CO 3 wird oft Soda oder einfach Soda genannt. Es kommt in der Natur in Form von gemahlenen Salzlaken, Sole in Seen und den Mineralien Natron Na 2 CO 3 ·10H 2 O, Thermonatrit Na 2 CO 3 ·H 2 O, Trona Na 2 CO 3 ·NaHCO 3 ·2H 2 O vor . Natriumformen und andere verschiedene hydratisierte Carbonate, Bicarbonate, Misch- und Doppelcarbonate, zum Beispiel Na 2 CO 3 · 7H 2 O, Na 2 CO 3 · 3NaHCO 3, aKCO 3 N H 2 O, K 2 CO 3 NaHCO 3 2H 2 O.

Unter den industriell gewonnenen Salzen der Alkalielemente ist Natriumcarbonat von größter Bedeutung. Am häufigsten wird für seine Herstellung die 1863 vom belgischen Chemiker-Technologen Ernst Solvay entwickelte Methode verwendet.

Eine konzentrierte wässrige Lösung aus Natriumchlorid und Ammoniak wird unter leichtem Druck mit Kohlendioxid gesättigt. Dabei entsteht ein Niederschlag aus relativ schwerlöslichem Natriumbicarbonat (die Löslichkeit von NaHCO 3 beträgt 9,6 g pro 100 g Wasser bei 20 °C):

NaCl + NH 3 + H 2 O + CO 2 = NaHCO 3 Ї + NH 4 Cl

Um Soda zu gewinnen, wird Natriumbicarbonat kalziniert:

Das freigesetzte Kohlendioxid wird in den ersten Prozess zurückgeführt. Zusätzliches Kohlendioxid wird durch Kalzinieren von Calciumcarbonat (Kalkstein) gewonnen:

Das zweite Produkt dieser Reaktion, Calciumoxid (Kalk), wird zur Regeneration von Ammoniak aus Ammoniumchlorid verwendet:

Somit ist das einzige Nebenprodukt der Sodaproduktion nach der Solvay-Methode Calciumchlorid.

Gesamtprozessgleichung:

2NaCl + CaCO 3 = Na 2 CO 3 + CaCl 2

Offensichtlich in normale Bedingungen In einer wässrigen Lösung findet die Rückreaktion statt, da sich das Gleichgewicht in diesem System aufgrund der Unlöslichkeit von Calciumcarbonat vollständig von rechts nach links verschiebt.

Soda, gewonnen aus natürlichen Rohstoffen (natürliche Soda), hat beste Qualität im Vergleich zu nach der Ammoniakmethode hergestellter Soda (Chloridgehalt unter 0,2 %). Darüber hinaus sind die spezifischen Kapitalinvestitionen und die Kosten für Soda aus natürlichen Rohstoffen um 40–45 % niedriger als für synthetisch gewonnenes. Mittlerweile stammt etwa ein Drittel der weltweiten Limonadenproduktion aus natürlichen Vorkommen.

Die Weltproduktion von Na 2 CO 3 verteilte sich 1999 wie folgt:

Gesamt
Norden Amerika
Asien/Ozeanien
Zap. Europa
Ost Europa
Afrika
Lat. Amerika

Der weltweit größte Produzent von natürlicher Soda-Asche sind die USA, wo sich die größten erforschten Reserven an Trona und Sole von Sodaseen konzentrieren. Die Lagerstätte in Wyoming bildet eine 3 m dicke Schicht und eine Fläche von 2300 km 2. Seine Reserven übersteigen 10 10 Tonnen. In den USA konzentriert sich die Limonadenindustrie auf natürliche Rohstoffe; Die letzte Sodasyntheseanlage wurde 1985 geschlossen. Die Sodaproduktion in den USA erfolgte im Jahr letzten Jahren stabilisierte sich auf dem Niveau von 10,3–10,7 Millionen Tonnen.

Im Gegensatz zu den Vereinigten Staaten sind die meisten Länder der Welt fast ausschließlich auf die Produktion synthetischer Soda angewiesen. Bei der Produktion von Soda liegt China nach den USA weltweit an zweiter Stelle. Die Produktion dieser Chemikalie in China erreichte 1999 etwa 7,2 Millionen Tonnen. Die Produktion von Soda in Russland belief sich im selben Jahr auf etwa 1,9 Millionen Tonnen.

In vielen Fällen ist Natriumcarbonat durch Natriumhydroxid austauschbar (z. B. bei der Herstellung von Papierzellstoff, Seife, Reinigungsmitteln). Etwa die Hälfte des Natriumcarbonats wird in der Glasindustrie verwendet. Eine wachsende Anwendung ist die Entfernung von Schwefelverunreinigungen in Gasemissionen Energieunternehmen und Hochleistungsöfen. Dem Kraftstoff wird Natriumcarbonatpulver zugesetzt, das mit Schwefeldioxid reagiert und feste Produkte, insbesondere Natriumsulfit, bildet, die gefiltert oder ausgefällt werden können.

Früher wurde Natriumcarbonat häufig als „Waschsoda“ verwendet, diese Anwendung ist jedoch aufgrund der Verwendung anderer Haushaltsreiniger verschwunden.

Natriumbicarbonat NaHCO 3 (Backpulver) wird hauptsächlich als Kohlendioxidquelle beim Backen von Brot, bei der Herstellung von Süßwaren, bei der Herstellung von kohlensäurehaltigen Getränken und künstlichen Mineralwässern, als Bestandteil von Feuerlöschmitteln usw. verwendet Medizin. Dies liegt an der leichten Zersetzung bei 50–100 °C.

Natriumsulfat Na 2 SO 4 kommt in der Natur in wasserfreier Form (Thenardit) und in Form von Decahydrat (Mirabilit, Glaubersalz) vor. Es ist Teil von Astrachonit Na 2 Mg(SO 4) 2 4H 2 O, Vanthoffit Na 2 Mg(SO 4) 2, Glauberit Na 2 Ca(SO 4) 2. Die größten Natriumsulfatreserven befinden sich in den GUS-Staaten sowie in den USA, Chile und Spanien. Mirabilit, isoliert aus natürlichen Lagerstätten oder Sole von Salzseen, wird bei 100 °C dehydriert. Natriumsulfat ist auch ein Nebenprodukt bei der Herstellung von Chlorwasserstoff unter Verwendung von Schwefelsäure sowie das Endprodukt von Hunderten von industriellen Prozessen, die verwendet werden Neutralisation von Schwefelsäure mit Natriumhydroxid.

Daten zur Produktion von Natriumsulfat werden nicht veröffentlicht, die weltweite Produktion des natürlichen Rohstoffs wird jedoch auf etwa 4 Millionen Tonnen pro Jahr geschätzt. Die Gewinnung von Natriumsulfat als Nebenprodukt wird weltweit auf 1,5–2,0 Millionen Tonnen geschätzt.

Natriumsulfat wurde lange Zeit kaum genutzt. Heute ist dieser Stoff die Grundlage der Papierindustrie, da Na 2 SO 4 das Hauptreagens beim Kraftzellstoff zur Herstellung von braunem Geschenkpapier und Wellpappe ist. Holzspäne oder Sägemehl werden in einer heißen alkalischen Natriumsulfatlösung verarbeitet. Es löst Lignin (den Bestandteil des Holzes, der die Fasern zusammenhält) auf und setzt die Zellulosefasern frei, die dann zu Papierherstellungsmaschinen geschickt werden. Die verbleibende Lösung wird verdampft, bis sie brennbar ist, wodurch Dampf für die Anlage und Wärme für die Verdampfung bereitgestellt wird. Geschmolzenes Natriumsulfat und -hydroxid sind schwer entflammbar und können wiederverwendet werden.

Ein kleinerer Anteil Natriumsulfat wird bei der Herstellung von Glas und Waschmitteln verwendet. Die hydratisierte Form von Na 2 SO 4 ·10H 2 O (Glaubersalz) ist ein Abführmittel. Es wird heute weniger genutzt als früher.

Natriumnitrat NaNO 3 wird Natrium- oder chilenisches Nitrat genannt. Die in Chile gefundenen großen Natriumnitratvorkommen scheinen durch die biochemische Zersetzung organischer Überreste entstanden zu sein. Das zunächst freigesetzte Ammoniak wurde wahrscheinlich zu Stickstoff oxidiert und Salpetersäuren, das dann mit gelöstem Natriumchlorid reagierte.

Natriumnitrat wird durch Absorption von nitrosen Gasen (einer Mischung aus Stickoxiden) mit einer Lösung von Natriumcarbonat oder -hydroxid oder durch die Austauschwechselwirkung von Calciumnitrat mit Natriumsulfat gewonnen.

Als Dünger wird Natriumnitrat verwendet. Es ist Bestandteil flüssiger Salzkältemittel, Abschreckbäder in der metallverarbeitenden Industrie und wärmespeichernder Zusammensetzungen. Eine ternäre Mischung aus 40 % NaNO 2, 7 % NaNO 3 und 53 % KNO 3 kann vom Schmelzpunkt (142 °C) bis ~600 °C verwendet werden. Natriumnitrat wird als Oxidationsmittel in Sprengstoffen, Raketentreibstoffen, und pyrotechnische Kompositionen. Es wird bei der Herstellung von Glas- und Natriumsalzen verwendet, darunter Nitrit, das als Lebensmittelkonservierungsmittel dient.

Natriumnitrit NaNO 2 kann durch thermische Zersetzung von Natriumnitrat oder dessen Reduktion gewonnen werden:

NaNO 3 + Pb = NaNO 2 + PbO

Bei der industriellen Herstellung von Natriumnitrit werden Stickoxide durch eine wässrige Lösung von Natriumcarbonat absorbiert.

Natriumnitrit NaNO 2 wird neben der Verwendung mit Nitraten als wärmeleitende Schmelze häufig bei der Herstellung von Azofarbstoffen, zur Korrosionsinhibition und zur Fleischkonservierung eingesetzt.

Elena Savinkina

Anfang des 19. Jahrhunderts Natrium namens Natrium. Dieser Name wurde dem Element von Humphry Davy gegeben, dem es gelang, das Metall vom Alkali zu isolieren. Der Chemiker befeuchtete es leicht und unterzog es einer Elektrolyse. Wilhelm Hilbert schlug vor, den Namen des von Humphrey entdeckten Elements zu ändern.

Dies ist der Autor der berühmten „Annalen der Physik“. Der Wissenschaftler begann, Natrium Natrium zu nennen. Die Arbeit wurde von Jens Berzelius fortgeführt. Ein Chemiker aus Schweden führte die Abkürzung ein Natrium. In unserem nächsten Material geht es um die Eigenschaften und die Rolle dieses Metalls im Leben der Menschen.

Chemische und physikalische Eigenschaften Natrium

Das Element ist in der Hauptuntergruppe der 1. Gruppe enthalten und belegt den 11. Platz. Alle Metalle in der Säule sind alkalisch, also Natrium. Wasser reagiert mit ihm. Es entsteht eine ätzende Lauge. Ein weiteres gemeinsames Merkmal der Metalle dieser Gruppe ist die Anwesenheit von nur einem Elektron in der äußeren Umlaufbahn des Atoms.

Dies macht Natrium zu einem starken Reduktionsmittel. Ein Element gibt leicht ein Elektron der äußeren Ebene ab und erhöht so seinen Oxidationszustand. Das Atom erreicht die fertige Hülle des vorherigen Levels.

Die abnehmende Aktivität ist der Grund für das Fehlen von reinem Metall in der Natur. Sie können nur Verbindungen finden. Also, Natriumchlorid- Das ist Speisesalz. Natriumcarbonat- Backpulver. Nicht umsonst hieß das Metall ursprünglich Natrium.

Man könnte es auch Neter nennen. Unter diesem Namen erscheint die Substanz im Alten Testament. Die Menschen begannen bereits im Paläolithikum, also vor etwa 6.000 Jahren, es zu nutzen.

Am energischsten Natrium interagiert nicht nur mit Wasser, sondern auch mit allen Nichtmetallen. Um ein empfindliches, aktives Reduktionsmittel zu erhalten, wird das 11. Element mit kombiniert. Es entsteht ein Amalgam.

Wenn es im Gegenteil notwendig ist, die Aggressivität von Natrium zu erhöhen, wird ihm Sauerstoff hinzugefügt. Das Ergebnis ist Peroxid, ein starkes Oxidationsmittel. In seiner Atmosphäre entzünden sich die meisten Stoffe.

Schwierigkeit und „Charakter“ Natriumhydroxid. Man nennt es ätzend. Die Verbindung korrodiert Stoffe, Haut und andere organische Stoffe und Materialien, die auf ihrer Basis hergestellt werden. Stimmt, in der Luft Natriumhydroxid fängt Kohlendioxid ein, wird neutralisiert und verwandelt sich in Carbonat.

Als es Humphry Davy gelang, sich zu isolieren reines Natrium, die Welt erfuhr, wie er äußerlich war. Das Metall ist silberweiß. Dünne Schnitte haben einen violetten Farbton. Natriumformel macht es weich und geschmeidig.

Es kann mit einem normalen Messer geschnitten werden und glänzt auf der Gleitfläche der Klinge. Das Element hat einen niedrigen Schmelzpunkt - 97 Grad. Natrium siedet bei 883 Grad Celsius.

Reines Metall leitet Strom und Wärme gut und ist nicht sehr dicht. Sein Indikator für das 11. Element ist kleiner als eins. Das Gewicht von Natrium in biologischen Prozessen wird dadurch nicht außer Acht gelassen.

Metall kommt sowohl in pflanzlichen als auch in tierischen Geweben vor. Ja, im menschlichen Körper Natriumlösung– Teil des Blutplasmas, der Verdauung und der Lymphe.

Der osmotische Druck wird beispielsweise genau durch das 11. Element aufrechterhalten. Es wurde nicht nur von der Natur, sondern auch vom Menschen genutzt. Masse an Natrium geht zum Beispiel für industrielle Zwecke. Welche? Wir werden im nächsten Kapitel darüber sprechen.

Anwendungen von Natrium

In der Natur wird das Element nur durch ein stabiles Isotop repräsentiert. Seine Massenzahl beträgt 23. V künstliche Bedingungen Es entstanden 15 weitere Isotope. Sie sind nicht stabil, die meisten werden innerhalb weniger Minuten zerstört. Ausnahme: - 22. und 24. Na.

Die Halbwertszeiten dieser Isotope sind signifikant. Der erste hält 2,5 Jahre und emittiert aktiv Positronen, was der Wissenschaft dient. Die Halbwertszeit der Sekunde beträgt 15 Stunden. Genug, um als Medizin zu dienen und Leukämiepatienten zu helfen.

Im Feld Atomkraft Natrium wurde zum Kühlmittel. Der „Hochlauf“ zwischen Schmelz- und Siedepunkt des Elements war nützlich. Ein Intervall von 800 Grad Celsius ermöglicht es beispielsweise, die Energiekreisläufe von Atom-U-Booten mit Alkalimetall zu füllen. Natrium braucht Wärme aus dem Reaktor ohne zu kochen.

Durch die Zirkulation des flüssigen Metalls zwischen Reaktor und Dampferzeuger ist es möglich, die Temperatur in vertretbaren Grenzen zu halten. Letzteres geschieht Natriumkühlung, Wasser verdunstet. Es stellt sich also heraus, dass die Turbine mit der Energie von Hochdruckdampf gedreht wird.

Das reine Element ist auch in der Metallurgie nützlich. Welche Rolle spielt es dabei? Natrium? Anweisungen Die Anwendung ist wie folgt: Das Metall verstärkt Bleilegierungen. Etwa 1,5 % des 11. Elements sind ausreichend. Natrium wird auch Legierungen anderer Metalle zugesetzt. Es wird nicht mehr die Festigkeit erreicht, sondern die Feuerfestigkeit der Mischungen.

Unter den Produkten sind Drähte hervorzuheben. Kaufen Sie Natrium denn ihre Herstellung ist rentabler als die übliche. Das 11. Element leitet Strom dreimal schlechter. Aber Alkalimetall ist neunmal leichter.

Dieses Argument zwang die Industriellen, für hohe Ströme auf Natriumbusse umzusteigen. Dünne Drähte wurden weiterhin aus dem üblichen Kupfer und hergestellt.

Nun zur Rolle Natriumverbindungen. Peroxid entzündet nicht nur Substanzen, sondern kann auch Stoffe bleichen. Das 11. Metallhydroxid wird von Ölarbeitern benötigt. Die Verbindung reinigt flüssige Verarbeitungsprodukte. Auch für die Herstellung fester Waschmittel wird Hydroxid zugekauft. Ohne eine ätzende Substanz ist es unmöglich, die darin enthaltenen Fette zu verseifen.

Parallel, weißes Puder geruchlos wird auch bei der Herstellung von Textilien eingesetzt. Hier ist die Wette möglich Natriumchloridlösung. Das Produkt kann sowohl Schreibblätter als auch Stoffe aufhellen. Das Reagenz wird im Volksmund Bleichmittel genannt.

Natriumtetraborat ist zu einem Heilmittel gegen Candidiasis und andere Vaginalinfektionen geworden. Sulfacyp-Natrium– ein Medikament, das bei Bindehautentzündung und anderen hilft entzündlicher Prozess in den Augen. Ein Gegenmittel gegen Salzvergiftung und allgemeine Vergiftung des Körpers ist Natriumthiosulfat.

Das Lebensmittel ist im Volksmund als Mittel gegen Sodbrennen bekannt. Natriumbicarbonat– ein Alkali, das die Magensäure neutralisiert. Das 11. Element wird auch bei Verstopfung eingesetzt. Hilft aus Natriumsulfat.

Neben dem medizinischen Bereich selbst wird das Element auch in der Kosmetik geschätzt. Natriumsäure- nichts weiter als Hyaluronsäure. Es erhält die jugendliche Haut. Die Injektion erfolgt meist in Nasolabialfalten und -falten. Säure füllt sie. In der Jugend wird Hyaluronat vom Körper produziert, mit zunehmendem Alter verlangsamt sich der Prozess jedoch. Sie müssen das Medikament von außen verabreichen.

Abgebildet sind natriumhaltige Lebensmittel

Die Menschheit war die erste, die es zu schätzen wusste Natriumsalze. Doch im 21. Jahrhundert lernten sie den Charme der Cyanidform des Metalls kennen. Sie hilft mir. Das Juwel ist in Natriumcyanid geschmolzen. Stimmt, in flüssige Form Einige andere Verbunderze werden ebenfalls übertragen.

Allerdings ist es bereits einfacher, Gold aus einer komplexen Schmelze zu isolieren als aus festen Massen. Im Endstadium „verbinden“ sie sich und... ein Edelmetall extrahiert

Natriumextraktion

Wenn ein reines Element benötigt wird, wird es aus gewöhnlichem Speisesalz gewonnen. Seine Vorkommen finden sich auf allen Kontinenten. Wenn die Ressourcen nicht ausreichen, sind die Gewässer der Meere ein Salzspeicher. Wählen aus Natriumchlorid gelingt durch Schmelzen und anschließende Elektrolyse. Kathoden bestehen aus Eisen oder Kupfer. Anoden werden gekauft bei.

Dem Salz werden Natriumfluorid und Kaliumchlorid zugesetzt. Sie senken die Erweichungstemperatur der Rohstoffe von 800 auf 500 Grad Celsius. Dadurch wird der Natriumverlust durch Verdunstung reduziert. Die Methode ist doppelt vorteilhaft, denn gleichzeitig mit dem 11. Element wird auch reines Chlor extrahiert.

Natriumpreis

Der Preis des Artikels hängt davon ab, was gekauft wird Natriumhydroxidlösung, reines Metall, sein Sulfat oder eine andere Verbindung. Der Preis hängt auch davon ab, ob es beispielsweise als Teil eines Arzneimittels oder separat erworben wird. Es gibt viele Einsatzgebiete von Natrium, Hunderte und Tausende von Herstellern.

Jeder hat seine eigenen Bedürfnisse. Manche Stoffe sind in fast fertiger Form leicht erhältlich, wie zum Beispiel Salz. Es kostet etwa 10-20 Rubel pro Kilogramm. Andere Natriumverbindungen müssen synthetisiert werden, was ihre Kosten erhöht.

Auf die eine oder andere Weise ist die Menschheit bereit, für die Vorteile zu zahlen, die ihr das 11. Element bringt. Der Bergbau ist aktiv und wird offenbar nicht nachlassen.

Wahre, empirische oder grobe Formel: N / A

Molekulargewicht: 22,99

Natrium- ein Element der ersten Gruppe (gemäß der alten Klassifikation - die Hauptuntergruppe der ersten Gruppe), der dritten Periode des Periodensystems der chemischen Elemente von D. I. Mendeleev, mit der Ordnungszahl 11. Gekennzeichnet durch das Symbol Na (lat. Natrium). Der einfache Stoff Natrium (CAS-Nummer: 7440-23-5) ist ein weiches Alkalimetall von silbrig-weißer Farbe.

Geschichte und Herkunft des Namens

Natrium (bzw. seine Verbindungen) ist seit der Antike bekannt und wird verwendet. In der Bibel, im Buch des Propheten Jeremia, wird das Wort Altgriechisch erwähnt. νίτρον – in der Septuaginta, und das Wort ist Lat. nitroet – in der Vulgata (Jer. 2,22) als Name einer Substanz, es handelt sich um eine Art Soda oder Pottasche, die mit Öl vermischt als Waschmittel diente. Im Tanach ist das Wort im Altgriechischen. νίτρον entspricht dem alten Hebräisch. ברית‎ – „Seife“ und anderes Hebräisch. נתר‎ – „Lauge ( Seifenflüssigkeit)". Soda (Natron), kommt natürlicherweise im Wasser der Sodaseen in Ägypten vor. Die alten Ägypter verwendeten natürliches Soda zum Einbalsamieren, Bleichen von Leinwand, zum Kochen von Speisen sowie zur Herstellung von Farben und Glasuren. Plinius der Ältere schreibt, dass im Nildelta Soda (es enthielt einen ausreichenden Anteil an Verunreinigungen) aus Flusswasser isoliert wurde. Es kam in Form großer Stücke in den Handel, die durch die Beimischung von Kohle grau oder sogar schwarz gefärbt waren.
Der Name „Natrium“ kommt vom lateinischen Wort natrium (vgl. altgriechisch νίτρον), das aus der mittelägyptischen Sprache (nṯr) entlehnt wurde und dort unter anderem „Soda“, „Natronlauge“ bedeutete.
Die Abkürzung „Na“ und das Wort Natrium wurden erstmals vom Akademiker und Gründer der Schwedischen Ärztegesellschaft, Jöns Jakob Berzelius (1779-1848), zur Bezeichnung natürlicher Mineralien, zu denen auch Soda gehörte, verwendet. Früher (und auch noch in Englisch, Französisch und einer Reihe anderer Sprachen) wurde das Element Natrium (lateinisch Natrium) genannt – dieser Name Natrium geht möglicherweise auf das arabische Wort suda zurück, was „ Kopfschmerzen", da Limonade damals als Mittel gegen Kopfschmerzen eingesetzt wurde.
Natrium wurde erstmals vom englischen Chemiker Humphry Davy gewonnen, der am 19. November 1807 in Bakers Vorlesung darüber berichtete (im Manuskript der Vorlesung gab Davy an, dass er Kalium am 6. Oktober 1807 und Natrium einige Tage nach Kalium entdeckte). , durch Elektrolyse von geschmolzenem Natriumhydroxid.

In der Natur sein

Die Clarke-Konzentration von Natrium in der Erdkruste beträgt 25 kg/t. Der Gehalt an Verbindungen im Meerwasser beträgt 10,5 g/l. Natriummetall kommt als Verunreinigung vor, die Steinsalz blau färbt. Salz erhält diese Farbe unter dem Einfluss von Strahlung.

Quittung

Die erste industrielle Methode zur Herstellung von Natrium war die Reduktionsreaktion von Natriumcarbonat mit Kohle durch Erhitzen einer engen Mischung dieser Substanzen in einem Eisenbehälter auf 1000 °C (Deville-Methode):
Na 2 CO 3 +2C → 2Na+3CO.
Anstelle von Kohle können auch Kalziumkarbid, Aluminium, Silizium, Ferrosilizium und Siliziumaluminium verwendet werden.
Mit dem Aufkommen der elektrischen Energie wurde eine andere Methode zur Herstellung von Natrium praktischer: die Elektrolyse von geschmolzenem Natriumhydroxid oder Natriumchlorid. Derzeit ist die Elektrolyse die wichtigste Methode zur Herstellung von Natrium.
Natrium kann auch durch die thermische Zirkoniummethode oder durch thermische Zersetzung von Natriumazid gewonnen werden.

Physikalische Eigenschaften

Natrium ist ein silberweißes Metall, in dünnen Schichten mit violetter Tönung, plastisch, sogar weich (leicht mit einem Messer zu schneiden), ein frischer Natriumschnitt ist glänzend. Die elektrische und thermische Leitfähigkeit von Natrium ist recht hoch, die Dichte beträgt 0,96842 g/cm³ (bei 19,7 °C), der Schmelzpunkt liegt bei 97,86 °C und der Siedepunkt bei 883,15 °C.
Unter Druck wird es transparent und rot, wie ein Rubin.
Bei Raumtemperatur bildet Natrium Kristalle im kubischen System, Raumgruppe I m3m, Zellparameter a = 0,42820 nm, Z = 2.
Bei einer Temperatur von −268 °C (5 K) geht Natrium in die hexagonale Phase über, Raumgruppe P 63/mmc, Zellparameter a = 0,3767 nm, c = 0,6154 nm, Z = 2.

Chemische Eigenschaften

Ein Alkalimetall oxidiert an der Luft leicht zu Natriumoxid. Zum Schutz vor Luftsauerstoff wird Natriummetall unter einer Kerosinschicht gelagert.
4Na+O 2 → 2Na 2 O
Beim Verbrennen an Luft oder Sauerstoff entsteht Natriumperoxid:
2Na+O 2 → Na 2 O 2
Darüber hinaus gibt es Natriumozonid NaO 3.
Natrium reagiert sehr heftig mit Wasser; ein in Wasser gegebenes Stück Natrium schwimmt auf, durch die erzeugte Hitze schmilzt es und verwandelt sich in eine weiße Kugel, die sich schnell in verschiedene Richtungen entlang der Wasseroberfläche bewegt; die Reaktion erfolgt mit Freisetzung Wasserstoff, der sich entzünden kann. Reaktionsgleichung:
2Na+2H 2 O → 2NaOH +H 2
Wie alle Alkalimetalle ist Natrium ein starkes Reduktionsmittel und reagiert heftig mit vielen Nichtmetallen (mit Ausnahme von Stickstoff, Jod, Kohlenstoff, Edelgasen):
2Na+Cl 2 → 2NaCl
2Na+H 2 → 2NaH
Natrium ist aktiver als Lithium. Es reagiert äußerst schlecht mit Stickstoff in einer Glimmentladung und bildet eine sehr instabile Substanz – Natriumnitrid (im Gegensatz zum leicht zu bildenden Lithiumnitrid):
6Na+N 2 → 2Na3N
Es interagiert mit verdünnten Metallen wie gewöhnliches Metall:
2Na+2HCl → 2NaCl+H 2
Bei konzentrierten oxidierenden Säuren werden Reduktionsprodukte freigesetzt:
8Na+10HNO3 → 8NaNO 3 +NH 4 NO 3 +3H 2 O
Löst sich in flüssigem Ammoniak auf und bildet eine blaue Lösung:
Na+4NH3 → Na(NH 3) 4
Reagiert beim Erhitzen mit Ammoniakgas:
2Na+2NH3 → 2NaNH 2 +H 2
Mit Quecksilber bildet es Natriumamalgam, das als weicheres Reduktionsmittel anstelle von reinem Metall verwendet wird. Beim Schmelzen mit Kalium entsteht eine flüssige Legierung.
Alkylhalogenide mit überschüssigem Metall können Organonatriumverbindungen erzeugen, hochreaktive Verbindungen, die sich normalerweise an der Luft spontan entzünden und mit Wasser explodieren. Bei Metallmangel kommt es zur Wurtz-Reaktion.
Es löst sich in Kronenethern in Gegenwart organischer Lösungsmittel und ergibt ein Elektrid oder Alkalid (im letzteren hat Natrium die ungewöhnliche Oxidationsstufe −1).

Anwendung

Natriummetall wird häufig als starkes Reduktionsmittel in der präparativen Chemie und Industrie, einschließlich der Metallurgie, verwendet. Wird zum Trocknen organischer Lösungsmittel wie Ether verwendet. Natrium wird bei der Herstellung sehr energieintensiver Natrium-Schwefel-Batterien verwendet. Es wird auch in Auslassventilen von Lkw-Motoren als Flüssigkeitskühlkörper verwendet. Gelegentlich wird Natriummetall als Material für elektrische Leitungen verwendet, die sehr hohe Ströme führen sollen.
In einer Legierung mit Kalium sowie mit Rubidium und Cäsium wird es als hocheffizientes Kühlmittel eingesetzt. Insbesondere die Legierung mit der Zusammensetzung Natrium 12 %, Kalium 47 %, Cäsium 41 % hat einen rekordtiefen Schmelzpunkt von −78 °C und wurde als Arbeitsflüssigkeit für Ionenraketentriebwerke und als Kühlmittel für Kernkraftwerke vorgeschlagen.
Flüssigmetallkühlmittel in den Kernreaktoren BN-600 und BN-800 für schnelle Neutronen.
Natrium wird auch in Hoch- und Niederdruckentladungslampen (HPLD und LPLD) verwendet. NLVD-Lampen vom Typ DNaT (Arc Sodium Tubular) werden sehr häufig in der Straßenbeleuchtung eingesetzt. Sie geben ein helles gelbes Licht ab. Die Lebensdauer von HPS-Lampen beträgt 12-24.000 Stunden. Daher sind Gasentladungslampen vom Typ HPS für die städtische, architektonische und industrielle Beleuchtung unverzichtbar. Es gibt auch Lampen DNaS, DNaMT (Arc Sodium Matte), DNaZ (Arc Sodium Mirror) und DNaTBR (Arc Sodium Tubular Without Mercury).
Natriummetall wird in der qualitativen Analyse verwendet. Die Legierung aus Natrium und Prüfsubstanz wird mit Ethanol neutralisiert, mit einigen Millilitern destilliertem Wasser versetzt und in 3 Teile geteilt; der J. Lassaigne-Test (1843) dient der Bestimmung von Stickstoff, Schwefel und Halogenen (Beilstein-Test).
Natriumchlorid (Speisesalz) ist das älteste verwendete Aroma- und Konservierungsmittel.
Natriumazid (NaN 3) wird als Nitriermittel in der Metallurgie und bei der Herstellung von Bleiazid verwendet.
Natriumcyanid (NaCN) wird bei der hydrometallurgischen Methode der Goldauslaugung aus Gesteinen sowie bei der Nitrocarburierung von Stahl und beim Galvanisieren (Versilbern, Vergolden) verwendet.
Natriumchlorat (NaClO 3) wird zur Zerstörung unerwünschter Vegetation auf Bahngleisen eingesetzt.

Natriumisotope

Derzeit (2012) sind 20 Isotope mit Massenzahlen von 18 bis 37 und 2 Kernisomere von Natrium bekannt. Das einzige stabile Isotop ist 23Na. Die meisten Isotope haben eine Halbwertszeit von weniger als einer Minute, nur 2 radioaktive Isotope – 22Na und 24Na – haben eine längere Halbwertszeit. 22Na unterliegt einem Positronenzerfall mit einer Halbwertszeit von 2,6027 Jahren und wird als Positronenquelle und in der wissenschaftlichen Forschung verwendet. 24Na mit einer β−-Zerfallshalbwertszeit von 15 Stunden wird in der Medizin zur Diagnose und Behandlung einiger Formen von Leukämie eingesetzt.

Biologische Rolle

Natrium ist Bestandteil aller lebenden Organismen. In höheren Organismen kommt Natrium hauptsächlich in der Interzellularflüssigkeit der Zellen vor (etwa 15-mal mehr als im Zytoplasma der Zelle). Der Konzentrationsunterschied hält die in die Zellmembran eingebaute Natrium-Kalium-Pumpe aufrecht und pumpt Natriumionen aus dem Zytoplasma in die Interzellularflüssigkeit.
Natrium erfüllt zusammen mit Kalium folgende Funktionen:

Schaffung von Bedingungen für das Auftreten von Membranpotential und Muskelkontraktionen.
Aufrechterhaltung der osmotischen Konzentration des Blutes.
Aufrechterhaltung des Säure-Basen-Gleichgewichts.
Normalisierung des Wasserhaushalts.
Sicherstellung des Membrantransports.
Aktivierung vieler Enzyme.

Die empfohlene Natriumzufuhr für Kinder liegt bei 600 bis 1.700 Milligramm. Für Erwachsene beträgt die erforderliche Mindestdosis nach Angaben der American Heart Association weniger als 500 Milligramm, mit einer Empfehlung von bis zu 1.500 Milligramm pro Tag (mit Ausnahme einiger Krankheiten oder Berufe, die höhere Mengen Natrium erfordern). Als Speisesalz enthalten 3/4 Teelöffel 1.725 Milligramm Natrium. Anderen Daten zufolge sollten gesunde Erwachsene ihre Natriumaufnahme auf 2.300 Milligramm begrenzen, und Menschen mit Bluthochdruck und eine Reihe anderer Krankheiten 1500 oder weniger.
Natrium kommt in fast allen Lebensmitteln vor unterschiedliche Mengen, obwohl der Körper den größten Teil davon über Speisesalz erhält, auch in Konserven, Halbfabrikaten, Saucen, Würstchen usw. Andere Nahrungsquellen für Natrium sind Mononatriumglutamat, Backpulver (Natriumbicarbonat), Natriumnitrit, Natriumsaccharinat und Natriumbenzoat. Die Resorption erfolgt hauptsächlich im Magen und Dünndarm. Vitamin D verbessert die Natriumaufnahme, übermäßig salzige und proteinreiche Lebensmittel beeinträchtigen jedoch die normale Aufnahme. Die mit der Nahrung aufgenommene Natriummenge zeigt den Natriumgehalt im Urin an. Natriumreiche Lebensmittel zeichnen sich durch eine beschleunigte Ausscheidung aus.
Bei einer Person, die sich ausgewogen ernährt, tritt kein Natriummangel auf, beim Fasten können jedoch einige Probleme auftreten. Ein vorübergehender Mangel kann durch die Einnahme von Diuretika, Durchfall, übermäßiges Schwitzen oder übermäßige Wasseraufnahme verursacht werden.
Zu den Symptomen eines Natriummangels zählen Gewichtsverlust, Erbrechen, Gasbildung im Magen-Darm-Trakt und eine beeinträchtigte Aufnahme von Aminosäuren und Monosacchariden. Ein langfristiger Mangel führt zu Muskelkrämpfen und Neuralgien.
Zu viel Natrium führt zu Schwellungen der Beine und des Gesichts, einer erhöhten Kaliumausscheidung im Urin und bei manchen Menschen zu Bluthochdruck und Flüssigkeitsansammlung. Die maximale Salzmenge, die von den Nieren verarbeitet werden kann, beträgt etwa 20-30 Gramm; jede größere Menge ist lebensgefährlich.

Vorsichtsmaßnahmen

In Laboren Kleinmengen Natrium (bis zu etwa 1 kg) wird in geschlossenen Gläsern unter einer Kerosinschicht gelagert, sodass das Kerosin das gesamte Metall bedeckt. Das Natriumglas sollte in einem feuerfesten Metallschrank (sicher) aufbewahrt werden. Natrium wird mit einer Pinzette oder Pinzette entnommen und mit einem Skalpell (Natrium ist aus Kunststoff und lässt sich leicht mit einem Messer schneiden) auf einer trockenen Oberfläche (nicht auf dem Tisch, sondern in einem Glasbecher) abgeschnitten. erforderliche Menge und der Rest wird sofort unter einer Kerosinschicht in das Gefäß zurückgebracht, und das abgeschnittene Stück wird entweder in Kerosin gelegt oder sofort in die Reaktion eingeführt. Bevor Sie mit Natrium arbeiten, müssen Sie eine Sicherheitsschulung absolvieren; Personen, die zum ersten Mal mit Natrium arbeiten, müssen diese Arbeiten unter der Aufsicht von Mitarbeitern mit Erfahrung in derartigen Arbeiten durchführen. Normalerweise in Laborbedingungen Für Reaktionen werden Natriummengen verwendet, die mehrere zehn Gramm nicht überschreiten. Für Schauversuche, zum Beispiel im Chemieunterricht in der Schule, sollten Sie nicht mehr als ein Gramm Natrium zu sich nehmen. Nach der Arbeit mit metallischem Natrium werden alle Utensilien und Natriumreste mit unverdünntem Alkohol übergossen und die resultierende Lösung mit einer schwachen Säurelösung neutralisiert. Es sollte besonders darauf geachtet werden, dass alle Natriumrückstände und -abfälle vor der Entsorgung vollständig neutralisiert werden, da Natrium im Müll einen Brand verursachen und in einem Abwasserkanal zu Rohrversagen führen kann. Alle Arbeiten mit Natrium sowie mit Laugen und Alkalimetallen im Allgemeinen müssen mit einer Schutzbrille oder einer Schutzmaske durchgeführt werden. Es wird nicht empfohlen, Natrium zu Hause aufzubewahren oder Experimente damit durchzuführen.
Entzündung und sogar Explosion von Natriummetall bei Kontakt mit Wasser und vielem mehr organische Verbindungen kann zu schweren Verletzungen und Verbrennungen führen. Versuch, ein Stück Natriummetall zu nehmen mit bloßen Händen kann aufgrund der Feuchtigkeit der Haut zu einer Entzündung (manchmal einer Explosion) und der Bildung schwerer Verbrennungen durch Natrium und den daraus resultierenden Folgen führen. Beim Verbrennen von Natrium entsteht ein Aerosol aus Natriumoxid, -peroxid und -hydroxid, das ätzend ist. Einige Reaktionen von Natrium verlaufen sehr heftig (z. B. mit Schwefel, Brom).