Sodiul este un metal sau un nemetal? Este o greșeală să crezi că a doua opțiune. Sodiul este un metal moale, alb-argintiu, care este listat pe tabelul periodic cu numărul atomic 11.

În plus, el (sau mai bine zis conexiunile sale) sunt cunoscute de multă vreme! Chiar și Biblia menționează sodiul ca component al agentului de curățare. Cu toate acestea, acest lucru referință istorică, deși interesant. Acum merită să vorbim despre caracteristicile acestui element și despre celelalte caracteristici ale acestuia.

Proprietăți fizice

Deci, răspunsul la întrebarea „Este sodiul un metal sau un nemetal?” foarte clar. Chiar dacă te uiți la această substanță, poți înțelege totul. Este evident că Care, apropo, are chiar și o culoare alb-argintiu, dar în straturi subțiri are o nuanță violetă.

Este o substanță foarte plastică. Metalele moi sunt acele metale care pot fi forjate fără eforturi mari și, de asemenea, diferă prin ductilitate și fuzibilitate. Dar în raport cu sodiul, acest cuvânt poate fi aplicat în sens literal. Poate fi tăiat cu un cuțit fără efort. Apropo, tăietura proaspătă strălucește foarte puternic. Alte proprietăți includ:

• Densitate. În condiții normale - 0,971 g / cm³.
• Punctele de topire și fierbere sunt de 97,81 ° C, respectiv 882,95 ° C.
• Capacitatea de căldură molară este de 28,23 J / (K mol).
• Căldurile specifice de fuziune și evaporare sunt de 2,64 kJ / mol, respectiv 97,9 kJ / mol.
• Volumul molar este de 23,7 cm³ / mol.

Este demn de remarcat faptul că sodiul (Na) devine roșu și transparent sub presiune. În această stare, acest metal este foarte asemănător cu rubinul.

Dacă este plasat în condiții de temperatură a camerei, atunci formează cristale în simetrie cubică. Cu toate acestea, prin scăderea acestuia la -268 ° C, se poate vedea cum trece metalul în faza hexagonală. Pentru a înțelege despre ce vorbim, este suficient să ne amintim de grafit. Acesta este un prim exemplu de cristal hexagonal.

Oxidare și combustie

Acum puteți merge la proprietățile chimice ale sodiului (Na). Acest metal alcalin se oxidează ușor atunci când este expus la aer. Ca rezultat, se formează oxid de sodiu (Na2O). Arată ca niște cristale cubice incolore. Este o substanță anorganică binară care formează sare, care este utilizată ca reactiv în procesul de sinteză. Se folosește pentru a produce hidroxid de sodiu și alți compuși.

Prin urmare, pentru a proteja metalul de expunerea la oxigen, acesta este depozitat în kerosen.

Dar în timpul arderii, se formează peroxid de sodiu (Na 2 O 2). Arată ca niște cristale albe-galbene, care se caracterizează printr-o interacțiune puternică cu apa, însoțită de eliberarea de căldură. Na 2 O 2 este utilizat pentru decolorarea mătăsii, a lânii, a țesăturilor, a paiului, a raionului și a pastei de lemn.

Reacții cu apa

Sodiul metalic moale, alb-argintiu, interacționează, de asemenea, cu succes cu H2O. Reacția cu apa este foarte violentă. O mică bucată de sodiu plasată în acest lichid plutește și, din cauza căldurii generate, începe să se topească. Ca rezultat, se transformă într-o bilă albă care se mișcă într-un ritm rapid pe suprafața apei în direcții diferite.

Această reacție extrem de eficientă este însoțită de evoluția hidrogenului. Când efectuați un astfel de experiment, trebuie să fiți atenți, deoarece se poate aprinde. Și totul se întâmplă conform următoarei ecuații: 2Na + 2H 2 O → 2NaOH + H 2.

Interacțiuni cu nemetalele

Sodiul este un metal, poate fi numit și un agent de reducere puternic, care este. La fel ca și alte substanțe alcaline. Deci, interacționează viguros cu multe nemetale în afară de carbon, iod și gaze nobile, care includ radon radioactiv, kripton, neon, xenon, argon și heliu. Astfel de reacții arată astfel: 2Na + Cl 2 → 2NaCl. Sau iată un alt exemplu: 2Na + H 2 → 250-450 ° C 2NaH.

Este demn de remarcat faptul că sodiul este mai activ decât litiul. În principiu, poate reacționa cu azot, dar foarte prost (într-o descărcare strălucitoare). Ca urmare a acestei interacțiuni, se formează o substanță instabilă numită nitrură de sodiu. Acestea sunt cristale de culoare gri închis care reacționează cu apa și se descompun atunci când sunt încălzite. Se formează conform ecuației: 6Na + N 2 → 2Na 3 N.

Reacții cu acizi

Acestea ar trebui, de asemenea, să fie listate atunci când vorbim despre caracteristici chimice sodiu. Această substanță interacționează cu acizii diluați ca un metal obișnuit. Se arată astfel: 2Na + 2HCl → 2NaCl + H 2.

Cu substanțele concentrate, care se caracterizează prin reacții oxidative, sodiul interacționează diferit, astfel de reacții sunt însoțite de eliberarea de produse de reducere. Iată un exemplu de formulă: 8Na + 10NHO 3 → 8NaNO 3 + 3H 2 O.

De asemenea, este demn de remarcat faptul că sodiul metalului alcalin se dizolvă ușor în amoniac lichid (NH 3), a cărui soluție de 10% este bine cunoscută tuturor ca amoniac. Ecuația arată astfel: Na + 4NH3 → - 40 ° С Na 4. Această reacție produce o soluție albastră.

De asemenea, metalul interacționează cu amoniacul gazos, dar atunci când este încălzit. Această reacție arată astfel: 2Na + 2NH3 → 35 0 ° С 2NaNH 2 + Н 2.

Alte conexiuni

La enumerarea principalelor proprietăți ale sodiului, merită menționat și faptul că poate interacționa cu mercurul, un element unic care în condiții normale este un lichid greu alb-argintiu, fiind în același timp un metal.

Ca urmare a acestei reacții, se formează un aliaj. Numele său exact este amalgam de sodiu. Această substanță este utilizată ca agent de reducere, care în proprietățile sale este mai moale decât metalul pur. Dacă îl încălziți cu potasiu, obțineți un aliaj lichid.

Și acest metal se poate dizolva și în așa-numiții eteri ai coroanei - compuși macroheterociclici, dar numai în prezența solvenților organici. Ca urmare a acestei reacții, se formează o alcalură (sare, agent de reducere puternic) sau un electrod (solvent albastru).

De asemenea, trebuie menționat faptul că halogenurile de alchil, care sunt substanțe halogen-carbon, dau compuși organosodici cu un exces de sodiu. De obicei se autoaprind atunci când sunt expuși la aer. Și explodează în apă.

Cerere

Proprietățile și caracteristicile sodiului permit utilizarea sa pe scară largă în industrie, metalurgie și chimia preparativă ca un agent de reducere puternic. În plus, această substanță este implicată:

• Uscarea solvenților organici.
• În producția de baterii cu sulfură de sodiu.
• În supapele de evacuare ale motoarelor camioanelor. Joacă rolul unui radiator lichid.
• La fabricarea firelor electrice care sunt proiectate pentru curenți mari.
• În aliajele cu cesiu, rubidiu și potasiu. Împreună cu aceste substanțe, sodiul formează un agent de răcire extrem de eficient, care, de altfel, este utilizat pe neutroni rapidi din reactoarele nucleare.
• În lămpile cu descărcare pe gaz.

Și acestea sunt doar câteva dintre aplicațiile sale. Dar clorura de sodiu este cea mai frecventă din lume. Este aproape în fiecare casă, deoarece este sare de masă.

Și trebuie să menționăm, de asemenea, că scoarța terestră este de 2,6% sodiu. Oricum, se află pe locul 7 în clasamentul celor mai comune elemente din natură și pe 5 pe lista celor mai comune metale. Este imposibil să găsești sodiu pur în natură, deoarece este activ chimic, dar sub formă de sulfat, carbonat, azotat și clorură este conținut în cantități uriașe.

Rolul biologic

Deci, toate cele mai de bază pe tema „Sodiul este un metal sau nemetal?” a fost spus. În cele din urmă, câteva cuvinte despre rolul biologic al acestei substanțe.

Sodiul este o parte esențială a oricărui organism viu. Omul nu face excepție. Iată rolurile sale:

• Menține presiunea osmotică.
• Transmite dioxid de carbon.
• Normalizează echilibrul apei.
• Promovează transportul de glucoză, aminoacizi, anioni peste membranele celulare.
• Prin schimbul său cu ioni de potasiu influențează formarea potențialului de acțiune.
• Are un efect pozitiv asupra metabolismului proteinelor.
• Participă la procesul de hidratare.

Sodiul se găsește în aproape toate alimentele. Dar sursele sale principale sunt sarea și bicarbonatul de sodiu. Vitamina D îmbunătățește absorbția acestei substanțe.

Deficitul de sodiu nu apare, dar problemele asociate cu cantități inadecvate ale acestuia pot apărea cu postul. Aceasta este plină de pierderea în greutate, vărsături, absorbția afectată a monozaharidelor, formarea în tract gastrointestinal gaze. În cazurile severe, apar nevralgii și convulsii. Prin urmare, este mai bine să nu vă supuneți corpul înfometării severe.

Sodiul este un element chimic aparținând primului grup al tabelului periodic al elementelor creat de D.I.Mendeleev.

Sodiul are numărul atomic 11 și are o greutate atomică de 22,99. Sodiul este atât de moale încât poate fi tăiat cu un cuțit. Densitatea sa (la 20 ° C) este de 0,968 g / cm3. Are un punct de topire de aproximativ 98 ° C; iar punctul de fierbere al sodiului este de 883 ° C.

Sodiul este un element reactiv și extrem de activ; atunci când este depozitat în aer liber, se oxidează foarte ușor pentru a forma carbonat de sodiu și hidroxid de sodiu.

Sodiul cu multe metale poate forma aliaje care au o mare importanță tehnică în știință și industrie. Sodiul și aliajele sale sunt utilizate pe scară largă în multe industrii. În industria chimică, sodiul este utilizat pentru a produce peroxid de sodiu, tetraetil plumb (prin aliajul Na - Pb), cianură de sodiu, hidrură de sodiu, detergenți etc.

În industria metalurgică, sodiul este utilizat ca agent de reducere în producția de toriu, uraniu, titan, zirconiu și alte metale din compușii lor fluorurați sau cloruri. Sodiul sub formă lichidă, precum și aliajele sale cu potasiu, sunt utilizate în ingineria energiei nucleare ca purtător de căldură.

Nu este surprinzător că sodiul este unul dintre cele mai abundente elemente chimice din natură. Conform diferitelor estimări, conținutul său în scoarța terestră ajunge la 2,27%. Chiar și în organismele vii, este conținut într-o cantitate de până la 0,02%. Deși sodiul aparține grupului de metale, acesta nu apare în natură în forma sa pură datorită activității sale chimice ridicate. Se găsește cel mai adesea sub formă de clorură de NaCI (sare de rocă, halită), precum și azotat de NaNO3 (azotat), carbonat de Na2CO3 NaHCO3 2H2O (trona), sulfat de Na2SO4 10H2O (mirabilit), Na2B4O7 4H2O (kernit), tetraborat de Na2B4O7 ) și alte săruri. În mod natural, apele oceanului conțin rezerve uriașe de clorură de sodiu.

În industria alimentară, aceasta este sarea de masă, care este foarte necesară pentru gătit, în industria chimică este utilizată pentru producerea de îngrășăminte minerale și antiseptice, iar în industria ușoară, sodiul este utilizat pentru prelucrarea pielii. De asemenea, este utilizat pe scară largă în producția metalurgică, la fabricarea lămpilor cu descărcare de gaz, iar sub formă de aliaj cu potasiu este utilizat ca agent frigorific.

Fără utilizarea compușilor săi (formiat de sodiu și fluorosilicat de sodiu), dezvoltarea industriei moderne de construcții este imposibilă astăzi; Deoarece sunt ambii antigel și un excelent plastifiant în producția de beton de înaltă calitate și diverse produse din acesta, lucrările de construcție pot fi efectuate la temperaturi foarte scăzute.

Sodiul este adesea folosit ca agent de răcire; un aliaj de sodiu cu potasiu este utilizat în energia nucleară pentru funcționarea instalațiilor nucleare. Ca agent reducător, este utilizat pentru obținerea de metale refractare (zirconiu, titan etc.), ca catalizator, este utilizat la producerea cauciucului sintetic și la sinteza organică. Alți compuși de sodiu sunt, de asemenea, utilizați pe scară largă:

• • hidroxidul de sodiu NaOH este una dintre cele mai importante componente de producție a industriei chimice, care este utilizată la purificarea produselor rafinate cu petrol, la producerea fibrelor artificiale, la hârtie, textile, săpun și alte industrii;
  • peroxid de sodiu Na2O2 - utilizat pentru albirea țesăturilor, mătase, lână etc.

Sodiul formează săruri cu toți acizii, care sunt adesea folosiți în viața umană și în aproape toate industriile:

• • bromură de sodiu NaBg - în fotografie și în medicină;
  • fluorură de sodiu NaF - pentru prelucrarea lemnului, în agricultură, în producția de emailuri etc;
  • sodă (carbonat de sodiu Na2CO3) și sodă potabilă (bicarbonat de sodiu NaHCO3) sunt principalele produse ale industriei chimice;
  • dicromat de sodiu Na2Cr2O7 - utilizat ca tanin și agent oxidant puternic (amestec de crom - o soluție de acid sulfuric concentrat și dicromat de sodiu - utilizat pentru spălarea sticlăriei de laborator);

• • clorură de sodiu NaCl (sare de masă) - în industria alimentară, în tehnologie, medicină, pentru producerea de sodă caustică, sodă etc .;
  • azotat de sodiu NaNO3 (azotat de sodiu) - îngrășământ cu azot;
  • sulfat de sodiu Na2SO4 - indispensabil în industria de piele, săpun, sticlă, celuloză și hârtie, textile;
  • sulfit de sodiu Na2SO4 cu tiosulfat de sodiu Na2SO3 - utilizat în medicină și fotografie etc.
  • silicatul de sodiu NaSiO3 este o sticlă solubilă;

Pe piața mondială, prețul sodiului nu este ridicat. Această situație are loc datorită distribuției foarte largi a sodiului și a compușilor săi în natură, precum și a metodelor relativ ieftine ale producției sale industriale. Sodiul sub formă de metal pur se obține industrial dintr-o topire de hidroxid de sodiu sau clorură de sodiu prin trecerea unui curent electric mare prin el. Astăzi, volumul consumului mondial de sodiu și compușii săi este mai mare de 100 de milioane de tone, iar cererea pentru acesta crește în fiecare an. Este dificil să denumiți o industrie în care sodiul nu este utilizat.

Sodiu (Natrium), Na, element chimic din grupa I a sistemului periodic al lui Mendeleev: numărul atomic 11, masa atomică 22.9898; un metal moale alb-argintiu care se oxidează rapid de la suprafață în aer. Elementul natural constă dintr-un izotop stabil, 23 Na.

Referință istorică. Compușii naturali ai sodiului - clorură de sodiu NaCl, sodă Na 2 CO 3 - sunt cunoscuți din cele mai vechi timpuri. Numele de "sodiu" provine din arabul natrun, grecesc. azot, denumit inițial sodă naturală. Deja în secolul al XVIII-lea, chimiștii cunoșteau mulți alți compuși de sodiu. Cu toate acestea, metalul în sine a fost obținut abia în 1807 de G. Davy prin electroliza hidroxidului de sodiu NaOH. În Marea Britanie, SUA, Franța, elementul se numește sodiu (din cuvântul spaniol soda - sifon), în Italia - sodio.

Distribuția sodiului în natură. Sodiul este un element tipic în scoarța superioară. Conținutul său mediu în litosferă este de 2,5% în greutate, în rocile magmatice acide (granite și altele) 2,77, în bazice (bazalii și altele) 1,94, în ultrabazice (roci de manta) 0,57. Datorită izomorfismului Na + și Ca 2+, datorită apropierii razelor lor ionice, în roci magmatice se formează feldspati de sodiu-calciu (plagioclasi). În biosferă, există o diferențiere accentuată a sodiului: rocile sedimentare sunt în medie epuizate în sodiu (în argile și șisturi 0,66%), puțin din acesta în majoritatea solurilor (în medie 0,63%). Numărul total de minerale de sodiu este de 222. Na este slab reținut pe continente și este adus de râuri în mări și oceane, unde conținutul său mediu este de 1,035% (Na este principalul element metalic al apei de mare). În timpul evaporării în lagunele costiere-marine, precum și în lacurile continentale de stepe și deșerturi, se depun săruri de sodiu, formând straturi de roci purtătoare de sare. Principalele minerale care sunt sursa de sodiu și compușii săi sunt halit (sare de rocă) NaCl, azotat chilian NaNO 3, thenardit Na 2 SO 4, mirabilit Na 2 SO 4 10H 2 O, tron \u200b\u200bNaH (CO 3) 2 2H 2 O Na - un bioelement important, materia vie conține în medie 0,02% Na; la animale este mai mult decât la plante.

Proprietățile fizice ale sodiului. La temperaturi obișnuite, sodiul cristalizează într-o rețea cubică, a \u003d 4,28 Å. Raza atomică 1.86Å, raza ionică Na + 0,92 Å. Densitate 0,968 g / cm 3 (19,7 ° C), punct de topire 97,83 ° C, punct de fierbere 882,9 ° C; căldură specifică (20 ° C) 1,23 · 10 3 J / (kg · K) sau 0,295 cal / (g · deg); coeficient de conductivitate termică 1,32 · 10 2 W / (m · K) sau 0,317 cal / (cm · sec · deg); coeficient de temperatură de expansiune liniară (20 ° C) 7,1 · 10 -5; rezistență electrică specifică (0 ° C) 4,3 · 10-8 ohmi · m (4,3 · 10-6 ohmi · cm). Sodiul este paramagnetic, susceptibilitatea magnetică specifică este de + 9,2 · 10 -6; foarte plastic și moale (ușor de tăiat cu un cuțit).

Proprietățile chimice ale sodiului. Potențialul normal al electrodului de sodiu este de -2,74 V; potențialul electrodului în topitură este de 2,4 V. Vaporii de sodiu conferă flăcării o culoare galben strălucitor caracteristică. Configurația electronilor externi ai atomului este 3s 1; în toți compușii cunoscuți, sodiul este monovalent. Activitatea sa chimică este foarte mare. În interacțiune directă cu oxigenul, în funcție de condiții, se formează un oxid Na2 O sau peroxid Na2O2 - substanțe cristaline incolore. Cu apă, sodiul formează hidroxid de NaOH și H2; reacția poate fi însoțită de o explozie. Acizii minerali formează sărurile corespunzătoare solubile în apă cu sodiu, cu toate acestea, în raport cu 98-100% acid sulfuric, sodiul este relativ inert.

Reacția sodiului cu hidrogenul începe la 200 ° C și duce la formarea hidrurii NaH, o substanță cristalină higroscopică incoloră. Sodiul interacționează direct cu fluor și clor direct la temperatura obișnuită, cu brom - numai atunci când este încălzit; nu se observă nicio interacțiune directă cu iodul. Reacționează violent cu sulf, formând sulfură de sodiu, interacțiunea vaporilor de sodiu cu azotul în câmpul unei descărcări electrice liniștite duce la formarea nitrurii de Na 3 N, și cu carbonul la 800-900 ° C - la formarea Na 2 C 2 carbură.

Sodiul se dizolvă în amoniac lichid (34,6 g la 100 g NH3 la 0 ° C) pentru a forma complexe de amoniac. Când amoniacul gazos este trecut prin sodiu topit la 300-350 ° C, se formează amină sodică NaNH 2, o substanță cristalină incoloră ușor descompusă de apă. Cunoscut număr mare compuși organosodici, care sunt foarte asemănători ca proprietăți chimice compușilor organolitici, dar îi depășesc în reactivitate. Compușii organosodici sunt utilizați în sinteza organică ca agenți de alchilare.

Sodiul se găsește în multe aliaje practic importante. Aliajele Na - K, conținând 40-90% K (în masă) la o temperatură de aproximativ 25 ° C, sunt lichide alb-argintii cu activitate chimică ridicată, inflamabile în aer. Conductivitatea electrică și conductivitatea termică a aliajelor de Na - K lichide sunt mai mici decât valorile corespunzătoare pentru Na și K. Amalgamele de sodiu se obțin cu ușurință prin introducerea sodiului metalic în mercur; peste 2,5% Na (în greutate) sunt deja solide la temperaturi ambiante.

Obținerea de sodiu. Principala metodă industrială de producție a sodiului este electroliza topiturii clorurii de sodiu care conține aditivi KCl, NaF, CaCl 2 și alții, care reduc punctul de topire a sării la 575-585 ° C. Electroliza NaCl pur ar duce la pierderi mari de evaporare de sodiu, deoarece punctele de topire ale NaCl (801 ° C) și punctele de fierbere ale Na (882,9 ° C) sunt foarte apropiate. Electroliza se efectuează în electrolizatori cu diafragmă, catodii sunt din fier sau cupru, anodii sunt din grafit. Clorul se obține simultan cu sodiul. Vechea metodă de producere a sodiului este electroliza hidroxidului de sodiu topit NaOH, care este mult mai scump decât NaCI, dar se descompune electrolitic la o temperatură mai mică (320-330 ° C).

Aplicarea de sodiu. Sodiul și aliajele sale sunt utilizate pe scară largă ca suport de căldură pentru procesele care necesită încălzire uniformă în intervalul 450-650 ° C - în supapele motorului aeronavei și în special în centralele nucleare. În acest din urmă caz, aliajele Na-K servesc ca lichide de răcire metalice lichide (ambele elemente au secțiuni transversale mici de absorbție a neutronilor termici, 0,49 hambar pentru Na), aceste aliaje se disting prin puncte de fierbere ridicate și coeficienți de transfer de căldură și nu interacționează cu materialele structurale. la temperaturi maridezvoltat în reactoarele nucleare. Compusul NaPb (10% Na în masă) este utilizat la producerea plumbului tetraetilic, cel mai eficient agent anti-tampon. În aliajul pe bază de plumb (0,73% Ca, 0,58% Na și 0,04% Li) utilizat pentru fabricarea rulmenților pe osii ale vagoanelor de cale ferată, sodiul este un aditiv de întărire. În metalurgie, sodiul servește ca agent de reducere activ în producerea unor metale rare (Ti, Zr, Ta) prin metodele metalotermiei; în sinteza organică - în reacțiile de reducere, condensare, polimerizare și altele.

Datorită activității chimice ridicate a sodiului, manipularea acestuia necesită prudență. Este deosebit de periculos dacă apa intră în contact cu sodiu, ceea ce poate duce la incendiu și explozie. Ochii trebuie protejați cu ochelari, mâini - cu mănuși groase de cauciuc; Contactul cu sodiu cu pielea sau hainele umede poate provoca arsuri severe.

Sodiu în organism. Sodiul este unul dintre elementele principale implicate în metabolismul mineral al animalelor și al oamenilor. Conține în principal în fluide extracelulare (în eritrocitele umane aproximativ 10 mmol / kg, în serul sanguin 143 mmol / kg); participă la menținerea presiunii osmotice și a echilibrului acido-bazic, la conducerea impulsurilor nervoase. Necesarul zilnic uman de clorură de sodiu variază de la 2 la 10 g și depinde de cantitatea de sare pierdută în transpirație. Concentrația ionilor de sodiu din organism este reglată în principal de hormonul cortexului suprarenal - aldosteron. Conținutul de sodiu din țesuturile plantelor este relativ ridicat (aproximativ 0,01% din greutatea umedă). La halofite (specii care cresc pe soluri foarte saline), sodiul creează o presiune osmotică ridicată în seva celulară și facilitează astfel extracția apei din sol.

În medicină, sulfat de sodiu, clorură de NaCI (pentru pierderea de sânge, pierderea de lichide, vărsături etc.), borat de Na 2 B 4 O 7 10H 2 O (ca antiseptic), bicarbonat de NaHCO 3 (ca expectorant, precum și pentru spălare și clătirea cu rinită, laringită și altele), tiosulfat de Na 2 S 2 O 3 5H 2 O (agent antiinflamator, desensibilizant și antitoxic) și citrat Na 3 C 6 H 5 O 7 5½H 2 O (un medicament din grup de anticoagulante).

Izotopii radioactivi obținuți artificial 22 Na (timpul de înjumătățire T ½ \u003d 2,64 g) și 24 Na (T ½ \u003d 15 h) sunt utilizați pentru a determina debitul sanguin în anumite părți ale sistemului circulator în bolile cardiovasculare și pulmonare, obliterând endarterita și altele ... Soluțiile radioactive de săruri de sodiu (de exemplu, 24 NaCl) sunt, de asemenea, utilizate pentru a determina permeabilitatea vasculară, pentru a studia conținutul total de sodiu schimbabil în organism, metabolismul sării de apă, absorbția din intestin, procesele de activitate nervoasă și în unele alte studii experimentale.

Sodiu - elementul celei de-a treia perioade și grupul IA al sistemului periodic, numărul de serie 11. Formula electronică a atomului este 3s 1, stări de oxidare +1 și 0. Are o electronegativitate scăzută (0,93), prezintă doar metalice (de bază) proprietăți. Formează (ca cation) numeroase săruri și compuși binari. Aproape toate sărurile de sodiu sunt foarte solubile în apă.

În natură - a cincea în termeni de abundență chimică, un element (al doilea dintre
metale), se găsește numai sub formă de compuși. Un element vital pentru toate organismele.

Cationul de sodiu, sodiu și compușii săi colorează flacăra unui arzător cu gaz galben aprins ( detectarea calității).

Sodiu N / A. Metal alb-argintiu, ușor, moale (tăiat cu un cuțit), punct de topire scăzut. A se păstra sodiul în kerosen. Formează un aliaj lichid cu mercur - amalgam (până la 0,2% Na).

Foarte reactiv, în aerul umed sodiul se acoperă încet cu un film de hidroxid și își pierde strălucirea (se estompează):

Sodiul este chimic activ, un puternic agent de reducere. Inflamabil în aer la încălzire moderată (\u003e 250 ° C), reacționează cu nemetalele:

2Na + O2 \u003d Na2O2 2Na + H2 \u003d 2NaH

2Na + CI2 \u003d 2NaCl 2Na + S \u003d Na2S

6Na + N2 \u003d 2Na3N 2Na + 2C \u003d Na2C2

Foarte furtunoasă și cu mult exo-efectul sodiului reacționează cu apa:

2Na + 2H2O \u003d 2NaOH + H2 ^ + 368 kJ

Din căldura reacției, bucăți de sodiu se topesc în bile, care încep să se miște aleatoriu datorită eliberării de H 2. Reacția este însoțită de clicuri puternice datorate exploziilor de gaz detonant (H 2 + O 2). Soluția este colorată cu fenolftaleină într-o culoare purpurie (mediu alcalin).

În seria de tensiuni, sodiul este mult mai la stânga hidrogenului, deplasând hidrogenul din acizii diluați HCl și H 2 SO 4 (datorită H 2 0 și H).

Primind sodiu în industrie:

(vezi mai jos pregătirea NaOH).

Sodiul este utilizat pentru a obține Na2O2, NaOH, NaH, precum și în sinteza organică. Sodiul topit servește ca agent de răcire în reactoarele nucleare, iar sodiul gazos este utilizat ca umplutură pentru lămpile de exterior cu lumină galbenă.

Oxid de sodiu Na 2 O. Oxid de bază. Alb, are o structură ionică (Na +) 2 O 2-. Este stabil termic, se descompune încet la aprindere, se topește sub presiune excesivă a vaporilor de Na. Sensibil la umiditate și dioxid de carbon din aer. Reacționează energic cu apă (se formează o soluție foarte alcalină), acizi, oxizi acizi și amfoteri, oxigen (sub presiune). Este utilizat pentru sinteza sărurilor de sodiu. Nu se formează atunci când sodiul este ars în aer.

Ecuațiile celor mai importante reacții:

Primirea: descompunerea termică a Na2O2 (vezi), precum și fuziunea Na și NaOH, Na și Na2O2:

2Na + 2NaOH \u003d 2Na și O + H2 (600 ° C)

2Na + Na2O2 \u003d 2Na a O (130-200 ° C)

Peroxid de sodiu Na2O2. Conexiune binară. Alb, higroscopic. Are o structură ionică (Na +) 2 O 2 2-. Când este încălzit, se descompune, se topește sub o presiune excesivă de O 2. Absoarbe dioxidul de carbon din aer. Se descompune complet cu apă, acizi (eliberarea de О 2 în timpul fierberii - reacție calitativă la peroxizi). Agent oxidant puternic, agent reductor slab. Este utilizat pentru regenerarea oxigenului în aparatele de respirație autonome (reacție cu CO 2), ca componentă a înălbitorilor pentru țesături și hârtie. Ecuațiile celor mai importante reacții:

Primind: arderea Na în aer.

Hidroxid de sodiu NaOH. Hidroxid de bază, alcalin, denumire tehnică sodă caustică. Cristale albe cu structură ionică (Na +) (OH -). Se răspândește în aer, absorbind umezeala și dioxidul de carbon (se formează NaHCO3). Se topește și fierbe fără descompunere. Provoacă arsuri severe la nivelul pielii și ochilor.

Să se dizolve bine în apă (cu exo-efect, +56 kJ). Reacționează cu oxizi acizi, neutralizează acizii, induce funcția acidă în oxizi și hidroxizi amfoteri:

Soluția de NaOH corodează sticla (se formează NaSiO3), corodează suprafața de aluminiu (se formează Na și H2).

Primind NaOH în industrie:

a) electroliza soluției de NaCl pe un catod inert

b) electroliza soluției de NaCl pe un catod de mercur (metoda amalgamului):

(mercurul eliberat este returnat electrolizatorului).

Soda caustică este cea mai importantă materie primă pentru industria chimică. Se folosește pentru obținerea de săruri de sodiu, celuloză, săpunuri, coloranți și fibre artificiale; ca uscător de gaz; reactiv în recuperarea din materii prime secundare și purificarea staniu și zinc; la prelucrarea minereurilor de aluminiu (bauxita).

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

Încheiem povestea noastră despre elementul numărul 11 \u200b\u200bcu cuvintele lui Dmitri Ivanovici Mendeleev, scrise cu mulți ani în urmă, dar dublu adevărate pentru zilele noastre: „Obținerea de sodiu metalic este una dintre cele mai importante descoperiri în chimie, nu numai pentru că prin aceasta conceptul de corpuri simple s-a extins și a devenit mai corect , dar mai ales pentru că în sodiu sunt vizibile proprietățile chimice, exprimate doar slab în alte metale cunoscute. "

Poveste detaliată despre proprietăți chimicesodiul a fost omis din motivul că este una dintre puținele secțiuni de chimie suficient de complet descrise în manualele școlare.

• SODIU PE UN SUBMARIN. Na se topește la 98 și 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 reduse pentru captarea neutronilor), sodiul a început să fie utilizat în ingineria energiei nucleare 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. Într-un generator de abur, sodiul, în timp ce se răcește, evaporă apa, iar suprafața de suprafață rezultată rotește o turbină cu abur. Un aliaj de sodiu și potasiu este utilizat în aceleași scopuri.
• FOTOSINTEZE INORGANICE. De obicei, când sodiul este oxidat, se formează un oxid din compoziția Na 2 O. Totuși, dacă sodiul este ars în aer uscat la temperatură ridicată, apoi, în loc de oxid, se formează peroxid de Na2O2. Această substanță renunță cu ușurință la „extra” atomul său de oxigen și, prin urmare, are proprietăți puternice de oxidare. La un moment dat, peroxidul de sodiu a fost utilizat pe scară largă pentru decolorarea pălăriilor de paie. Acum, proporția pălăriilor de paie în utilizarea peroxidului de sodiu este neglijabilă; cea mai mare parte este utilizată pentru albirea hârtiei și pentru regenerarea aerului în submarine. Când peroxidul de sodiu interacționează cu dioxidul de carbon, procesul este inversat la respirație: 2Na 2 O 2 + 2CO 2 → 2Na 2 CO 3 + O 2, adică dioxidul de carbon se leagă și se eliberează oxigen. La fel ca o frunză verde!
• SODIU ȘI AUR. Când a fost descoperit numărul 11, alchimia nu mai era în favoarea sa, iar ideea de a transforma sodiul în aur nu excita mintea oamenilor de știință din natură. Cu toate acestea, acum se consumă mult sodiu pentru a obține aur. "Minereul de aur" este tratat cu o soluție de cianură de sodiu (și se obține din sodiu elementar). În acest caz, aurul este transformat într-un compus complex solubil, din care este izolat folosind zinc. Minerii de aur sunt printre principalii consumatori ai elementului nr. 11. La scară industrială, cianura de Na se obține prin interacțiunea sodiului, amoniacului și cocsului la o temperatură de aproximativ 800 ° C.
• SIRURI DE SODIU. Conductivitatea sodică este de trei ori mai mică decât conductivitatea cuprului. Dar sodiul este de 9 ori mai ușor! Se pare că firele de sodiu sunt mai profitabile decât firele de cupru. Desigur, firele subțiri nu sunt fabricate din sodiu, dar este recomandabil să faceți anvelope pentru curenți mari din sodiu. Aceste anvelope sunt țevi de oțel sudate de la capete, umplute cu sodiu în interior. Astfel de anvelope sunt mai ieftine decât cele din cupru.

• SODIUL ÎN APĂ. Fiecare student știe ce se întâmplă dacă arunci o bucată de sodiu în apă. Mai exact, nu în apă, ci în apă, deoarece sodiul este mai ușor decât apa. Căldura care este eliberată atunci când sodiul reacționează cu apa este suficientă pentru a topi sodiul. Și acum o minge de sodiu trece prin apă, antrenată de hidrogenul în evoluție. Cu toate acestea, reacția sodiului cu apa nu este doar o distracție periculoasă; dimpotrivă, este adesea utilă. Sodiul elimină în mod fiabil urmele de apă din uleiurile de transformare, alcooli, eteri și alte substanțe organice și, folosind amalgam de sodiu (adică un aliaj de sodiu cu mercur), puteți determina rapid conținutul de umiditate al multor compuși. Amalgamul reacționează cu apa mult mai calm decât sodiul în sine. Pentru a determina conținutul de umiditate, o anumită cantitate de amalgam de sodiu este adăugată probei de materie organică, iar conținutul de umiditate este evaluat de volumul de hidrogen eliberat.
• CINTURA DE SODIU A PĂMÂNTULUI. Este destul de firesc ca Na pe Pământ să nu se găsească niciodată într-o stare liberă - acest metal este prea activ. Dar în atmosfera superioară - la o altitudine de aproximativ 80 km - a fost găsit un strat de sodiu atomic. La această altitudine, practic nu există oxigen, vapori de apă și nimic cu care s-ar putea reacționa sodiul. Sodiul a fost, de asemenea, detectat prin metode spectrale în spațiul interstelar.
• ISOTOPI 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, în descompunere, 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 utilizat ca sursă de pozitroni. Iar izotopul sodiu-24 (timpul său de înjumătățire este de aproximativ 15 ore) este utilizat în medicină pentru diagnosticul și tratamentul unor forme de leucemie - boala grava sânge.

Cum se obține sodiul

Un electrolizator modern pentru producția de sodiu este o structură destul de impresionantă care arată ca un cuptor. Această „sobă” este realizată din cărămizi refractare și este înconjurată de o carcasă de oțel la exterior. Un anod de grafit înconjurat de o plasă inelară - o diafragmă este introdusă de jos prin fundul electrolizatorului. Această plasă împiedică pătrunderea sodiului în spațiul anodic în care se dezvoltă clorul. În caz contrar, elementul 11 \u200b\u200bar fi ars în clor. Apropo, anodul este, de asemenea, inelar. Este fabricat din oțel. Un accesoriu obligatoriu al electrolizatorului este două hote. Unul este instalat deasupra anodului pentru colectarea clorului, celălalt deasupra catodului pentru îndepărtarea sodiului.

Electrolizatorul este încărcat cu un amestec de clorură de sodiu și clorură de calciu uscate cu grijă. Acest amestec se topește la o temperatură mai scăzută decât clorura de sodiu pură. De obicei electroliza se efectuează la o temperatură de aproximativ 600 ° C.

La electrozi se aplică un curent continuu de aproximativ 6 volți; Ionii Na + sunt descărcați la catod și se eliberează sodiu metalic. Sodiul plutește și este descărcat într-o colecție specială (desigur, fără acces aerian). Ionii Cl - clor sunt descărcați la anod și se eliberează clor gazos, un subprodus valoros al producției de sodiu.

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

„CEL MAI METAL METAL”. Aceasta se numește uneori sodiu. Acest lucru nu este în întregime adevărat: în tabelul Mendeleev, creșterea proprietăților metalice are loc pe măsură ce se deplasează de la dreapta la stânga și de sus în jos. Deci, în analogii de sodiu din grup - Franța, rubidiu, cesiu, potasiu - proprietățile metalice sunt mai pronunțate decât sodiul. (Desigur, se înțeleg numai proprietăți chimice.) Dar sodiul are și o gamă completă de proprietăți chimice „metalice”. Își donează cu ușurință electronii de valență (unul pe atom), prezintă întotdeauna o valență de 1+ și are proprietăți reductive pronunțate. Hidroxidul de sodiu NaOH este un alcalin puternic. Toate acestea se explică prin structura atomului de sodiu, pe învelișul exterior al căruia există un electron, iar atomul se desparte ușor de el.