Характеристика натрію. Формула натрію

Натрій — один з лужних металів. Таблиця хімічних елементів показує його як атом, що відноситься до третього періоду і до першої групи.

Фізичні властивості

У цьому розділі буде розглянута характеристика натрію з точки зору фізики. Почнемо з того, що в чистому вигляді це тверда речовина сріблястого кольору, що володіє металевим блиском і низькою твердістю. Натрій настільки м'який, що його з легкістю можна порізати ножем. Температура плавлення цієї речовини досить низька і становить сімдесят дев'ять градусів Цельсія. Атомна маса натрію теж невелика, про неї ми поговоримо пізніше. Щільність цього металу дорівнює 0,97 г/см³.

Хімічна характеристика натрію

Цей елемент має дуже високу активність — він здатний швидко і бурхливо реагувати з багатьма іншими речовинами. Таблиця хімічних елементів дозволяє визначити таку величину, як молярна маса — для натрію вона становить двадцять три. Один моль — це така кількість речовини, в якій міститься 6,02 х 10 в 23 ступеня атомів (молекул, якщо речовина складне). Знаючи молярную масу елемента, можна визначити, скільки буде важити конкретну кількість моль даного вещетсва. Приміром, два моль натрію важить сорок шість грамів. Як вже було сказано вище, даний метал — один з найбільш хімічно активних, він відноситься до лужних, відповідно, його оксид може сформувати луг (сильні підстави).

Як утворюються оксиди

Всі речовини цієї групи, в тому числі і у випадку з натрієм, можна отримати за допомогою спалювання вихідного. Таким чином, відбувається реакція металу з киснем, що призводить до формування оксиду. Наприклад, якщо спалити чотири моль натрію, витратимо один моль кисню і отримаємо два моль оксиду цього металу. Формула оксиду натрію — Na₂O. Рівняння реакції виглядає так: 4Na + ₂ = 2Na₂O. Якщо ж додати до отриманого речовини воду, утворюється луг — NaOH.

Більше:

Перший штучний супутник Землі

Перший штучний супутник Землі є одним з найбільших досягнень науки ХХ століття. Тим не менш, як це ні парадоксально, цьому великому науковому і технічному досягненню значною мірою сприяла холодна війна між двома наддержавами: США і Радянським Союзом....

Що таке соціалізація, і як вона змінює людину

Спробуємо розібратися, що таке соціалізація, в чому її сутність і особливість. Адже для кожної особистості входження у суспільство і засвоєння його основних норм є фундаментом до подальшої безпроблемною і успішного життя і діяльності. Отже, що таке с...

Принц Чарльз – головний спадкоємець британського престолу

Згідно із законом королівства Великобританія, спадкоємець британського престолу - це старший закононароджена син чинного монарха або ж попереднього претендента на престол. Однак якщо у царюючого особи немає дитини чоловічої статі, то право спадкуванн...

Взявши по одному моль оксиду і води, отримаємо два міль підстави. Ось рівняння даної реакції: Na₂O + Н₂Про = 2NaOH. Отримане речовина ще називається їдкий натрій. Це пов'язано з його яскраво вираженими лужними властивостями і високою хімічною активнотью. Як і сильні кислоти, їдкий натрій активно реагує із солями малоактивних металів, органічними сполуками і т. д. Під час взаємодії з солями відбувається реакція обміну — утворюється нова сіль і нову основу. Розчин натрію їдкого може легко руйнувати тканина, папір, шкіру, нігті, тому він вимагає дотримання правил техніки безпеки під час роботи з ним. Застосовується гідроксид натрію у хімічній промисловості як каталізатор, а також у побуті як засіб для усунення проблеми засмічених труб.

Реакції з галогенами

Це прості речовини, що складаються з хімічних елементів, які відносяться до сьомої групи періодичної системи. В їхній список входять фтор, йод, хлор, бром. Натрій здатний реагувати з усіма з них, утворюючи такі сполуки, як хлористий/бромистий/йодистий/фтористий натрій. Для проведення реакції потрібно взяти два міль розглянутого металу, додати до нього один моль фтору. В результаті отримаємо фтористий натрій у кількості два міль. Даний процес можна записати у вигляді рівняння: Na + F₂ = 2NaF. Фтористий натрій, який ми отримали, використовують у виробництві зубних паст проти карієсу, а також миючих засобів для різноманітних поверхонь. Подібним чином при додаванні хлору можна отримати хлористий натрій (кухонну сіль), йодистий натрій, який використовується у виготовленні металогалогенних ламп, бромистий натрій, що застосовується в якості лікарського засобу при неврозах, безсонні, істерії та інших розладах нервової системи.

З іншими простими речовинами

Також можливі реакції натрію з фосфором, сульфуром (сірої), карбоном (вуглецем). Такого роду хімічні взаємодії можна провести тільки у разі створення спеціальних умов у вигляді високої температури. Таким чином, відбувається реакція приєднання. З її допомогою можна отримати такі речовини, як натрію фосфід, натрію сульфат, натрію карбід.

В якості прикладу можна навести приєднання атомів даного металу до атомів фосфору. Якщо взяти три міль розглянутого металу і один моль другого компонента, потім нагріти їх, то отримаємо один моль фосфіду натрію. Цю реакцію можна записати у вигляді наступного рівняння: 3Na + Р = Na₃P. Крім того, натрій здатний реагувати з азотом, а також воднем. У першому випадку утворюється нітрид даного металу, у другому — гідрид. В якості прикладів можна навести такі рівняння хімічних реакцій: 6Na + N2 = 2Na₃N; 2Na + H2 = 2NaH. Для проведення першого взаємодії необхідний електричний розряд, другого — висока температура.

Реакції з кислотами

На простих речовин хімічна характеристика натрію не закінчується. Даний метал також вступає в реакцію з усіма кислотами. В результаті подібних хімічних взаємодій утворюється сіль натрію і водень. Наприклад, при реакції розглянутого металу з соляною кислотою утворюється кухонна сіль і водень,який випаровується. Висловити цю реакцію можна за допомогою рівняння реакції: Na + HCl = NaCl + Н₂. Подібного роду хімічна взаємодія називається реакцією заміщення. З допомогою її проведення можна також отримати такі солі, як фосфат, нітрат, нітрит, сульфат, сульфіт, карбонат натрію.

Взаємодія з солями

Натрій реагує із солями всіх металів, крім калію і кальцію (вони володіють великою хімічною активністю, ніж розглянутий елемент). В подібному випадку, як і в попередньому, відбувається реакція заміщення. Атоми розглянутого металу стають на місце атомів більш хімічно слабкого металу. Таким чином, змішавши два моль натрію і один моль нітрату магнію, отримаємо нітрат натрію в кількості два міль, а також чистий магній — один моль. Записати рівняння цієї реакції можна так: 2Na + Mg(NO₃)₂ = 2NaNO₃ + Mg. За таким же принципом можна отримати і безліч інших солей натрію. Також цим способом можна одержувати метали з їх солей.

Що буде, якщо додати до натрію воду

Це, мабуть, одне з найпоширеніших речовин на планеті. І з ним розглянутий метал також здатний вступати в хімічну взаємодію. При цьому утворюється вже розглянутий вище їдкий натрій, або гідроксид натрію.

Для проведення такої реакції знадобиться взяти два моль натрію, додати до нього воду, теж у кількості два міль, і в результаті отримаємо два міль гідроксиду і один моль водню, який виділяється у вигляді газу з різким запахом.

Натрій і його вплив на організми

Розглянувши даний метал з хімічної точки зору, перейдемо до того, яка ж біологічна характеристика натрію. Він є одним із важливих мікроелементів. Насамперед, він є однією з складових тваринної клітини. Тут він виконує важливі функції: разом з калієм підтримує мембранний потенціал, бере участь у створенні та розповсюдженні між клітинами нервового імпульсу, є необхідним хімічним елементом для осмотичних процесів (що потрібно, наприклад, для функціонування клітин нирок). Крім того, натрій відповідає за водно-сольовий баланс клітини. Також без даного хімічного елемента неможливий транспорт по крові глюкози, так необхідної для функціонування мозку. Ще цей метал бере участь в процесі скорочення м'язів.

Даний мікроелемент потрібний не тільки тваринам — натрій в організмі рослин також виконує важливі функції: він бере участь в процесі фотосинтезу, допомагаючи транспортувати вуглеводи, а також необхідний для проходження органічних і неорганічних речовин крізь мембрани.

Надлишок і нестача натрію

До підвищеного вмісту даного хімічного елемента в організмі може призвести надмірне вживання солі протягом тривалого часу. Симптомами надлишку натрію може бути підвищення температури тіла, набряки, підвищена нервова збудливість, порушення функціонування нирок. У разі появи таких симптомів потрібно прибрати з раціону кухонну сіль і продукти, в яких багато даного металу (список буде наведено нижче), після чого негайно звернутися до лікаря. Знижений вміст в організмі натрію також призводить до неприємних симптомів і порушень роботи органів. Вимиватися даний хімічний елемент може при тривалому прийомі сечогінних препаратів або при вживанні в питво тільки очищеної (дистильованої) води, при підвищеному потовиділенні і зневодненні організму. Симптомами нестачі натрію є спрага, сухість шкіри і слизових оболонок, блювота і нудота, поганий апетит, порушення свідомості і апатія, тахікардія, припинення повноцінної роботи нирок.

Продукти, в яких багато натрію

Для того щоб уникнути занадто високої або надто низького вмісту в організмі даного хімічного елемента, необхідно знати, в якій їжі його найбільше. Передусім, це вже згадана вище кухонна сіль. Вона на сорок відсотків складається з натрію. Також це може бути морська сіль. Крім того, даний метал міститься в сої і соєвому соусі. Велика кількість натрію спостерігається в морепродуктах. Це морська капуста, більшість видів риб, креветки, восьминоги, крабове м'ясо, ікра, раки та ін Вміст натрію в них пов'язане з тим, що дані організми живуть у солоній середовищі з високою концентрацією солей різних металів, важливих для нормального функціонування організму.

Використання даного металу і деяких його сполук

Застосування натрію в промисловості дуже різнобічне. Перш всього, дана речовина використовують в хімічній галузі. Тут воно необхідно для отримання таких речовин, як гідроксид розглянутого металу, його фторид, сульфати і нітрати. Крім того, воно використовується в якості сильного відновника — для виділення чистих металів з їх солей. Існує спеціальний технічний натрій, призначений для використання в таких цілях. Його властивості зафіксовані в Гості 3273-75. У зв'язку із згаданими вище сильними відновними властивостями натрій широко використовується в металургії.

Також даний хімічний елемент знаходить своє застосування в фамацевтической галузі, де він найчастіше необхідний для отримання його броміду, який є одним з головних компонентівбагатьох седативних засобів і антидепресантів. Крім того, натрій може бути використаний у виготовленні газорозрядних ламп — такі будуть джерелами яскравого жовтого світла. Така хімічна сполука, як хлорат натрію (NaClO₃), знищує молоді рослини, тому його використовують для видалення таких із залізничних шляхів для попередження заростання останніх. Ціанід натрію отримав широке застосування в галузі добування золота. З його допомогою одержують даний метал з гірських порід.

Як отримують натрій

найпоширенішим способом є реакція карбонату розглянутого металу з вуглецем. Для цього необхідно нагріти два зазначених речовини до температури близько тисячі градусів за шкалою Цельсія. В результаті цього утворюються два таких хімічні сполуки, як натрій і чадний газ. При взаємодії одного моль карбонату натрію з двома моль карбону вийде два міль потрібного металу і три моль оксиду вуглецю. Рівняння наведеної реакції можна записати наступним чином: NaCO₃ + 2С = 2Na + 3СО. Подібним чином даний хімічний елемент можна отримати і з інших його сполук.

Якісні реакції

Наявність натрій+, як і будь-яких інших катіонів або аніонів, можна визначити шляхом проведення спеціальних хімічних маніпуляцій. Якісною реакцією на іон натрію є спалювання — у разі присутності його полум'я буде забарвлене в жовтий колір.

Де можна зустріти розглянутий хімічний елемент у природі

По-перше, як вже було сказано, він є однією зі складових як тваринною, так і рослинною клітини. Також висока його концентрація спостерігається в морській воді. Крім того, натрій входить до складу деяких мінералів. Це, наприклад, сильвініт, його формула — NaCl • KCl, а також карналіт, формула якого KCl•MgCl₂•6H₂O. Перший з них має неоднорідною структурою з чергуванням різнокольорових частин, в його забарвленні можуть зустрічатися помаранчевий, рожевий, синій, червоний. Даний мінерал повністю розчинний у воді. Карналіт, в залежності від місця утворення і домішок, також може мати різну забарвлення. Він може бути червоним, жовтим, білим, світло-синім, а також прозорим. Він має неяскравим блиском, промені світла в ньому сильно переломлюються. Ці два мінералу служать сировиною для отримання металів, які входять до їх складу: натрію, калію, магнію.

Вчені вважають, що метал, який ми розглянули в даній статті, є одним з найпоширеніших у природі, так як масова частка його у земній корі становить два з половиною відсотка.