Натриев - свойства на химичните елементи
Натриев (Natrium), Na, химичен елемент от група I на периодичната таблица: атомния номер 11, атомно тегло 22,9898; сребристо-бял мек метал, се окислява бързо на въздух от повърхността. Естествен елемент се състои от един стабилен изотоп 23 Na.
Исторически информация. Природни съединения Натриев - сол NaCl, Soda Na2 CO3 - известен от древността. Името "Натрий", произлиза от арабската Natrun, гръцки. нитрон, първоначално се отнася до естествения сода. Още в 18-ти век, химици са известни за много други натриеви съединения. Въпреки това, металът се получава само в 1807 от G. Davey чрез електролиза на натриев хидроксид NaOH. Във Великобритания, САЩ, Франция елемент наречен Натрий (от испанската дума сода - сода), Италия - sodio.
Физични свойства на натрий. При обикновени температури Натриев кристализира в кубична решетка а = 4.28Å, Атомното радиуса на 1.86Å, Йонната радиуса на Na + 0,92Å, Плътността на 0,968 гр / cm 3 (19,7 ° С), т.т. 97,83 ° С, точка на кипене 882,9 ° С; специфична топлина (20 ° С) 1,23 · 10 март J / (кг · К) или 0,295 кал / (г · ° С); коефициент на топлопроводимост от 1,32 х 10 2 W / (m · K) или 0,317 кал / (см · сек · ° С); коефициент на топлинно линейно разширение (20 ° С) 7,1 · 10 -5; специфично електрическо съпротивление (0 ° С) 4,3 · 10 -8 ома · m (4.3 х 10 -6 ома-см). Натриев парамагнитни, специфичен магнитна възприемчивост + 9.2 х 10 -6; много ковък и мека (лесно да се реже с нож).
Химичните свойства на натрий. Стандартна потенциал електрод в Натриев -2,74; електрод потенциал от -2,4 в стопилката. Двойки Натриев оцветени пламък в характерен светло жълт цвят. Конфигурация 1 атом 3s външните електрони; във всички известни съединения натриев едновалентен. Химичният му активност е много висока. Когато директно взаимодействие с кислород в зависимост от условията, образувани оксид или пероксид Na2 О Na2 O2 - безцветно кристално вещество. Тъй като водни форми на натриев хидроксид NaOH и Н2; реакцията може да бъде последвано от експлозия. Минерални киселини образуват съответните натриеви соли са разтворими във вода, но по отношение на 98-100% сярна киселина Натриев относително инертен.
Реакция с натриев хидроген започва при 200 ° С и произвежда хидрид NaH - безцветно хигроскопичен кристално твърдо вещество. С флуор и хлор Натриев взаимодейства директно дори при нормални температури, с бром - само при нагряване; с йод директно взаимодействие не се наблюдава. Тя реагира бурно със сяра за образуване на натриев сулфид, натриев взаимодействие пара с азот в тиха електрически разряд води до образуването на нитрид Na3 N, и с въглен при 800-900 ° С - за получаване карбид Na2 С2.
Натриев разтваря в течен амоняк (34.6 грама на 100 грама на NH3 при 0 ° С) до получаване амониеви комплекси. Когато амонячен газ се прекарва през стопения натрий при 300-350 ° С се образува NaNH2 natriyamin - безцветно кристално вещество, лесно се разгражда с вода. Голям брой organosodium съединения, които са химически много подобен на органолитиеви съединения, но те са по-добри в реактивност. Organosodium съединение, използвано в органичния синтез, като алкилиращи средства.
Натриев се намира в много практически важни сплави. Сплави Na - К, съдържащ 40-90% К (по тегло) при температура около 25 ° С, - сребро бяла течност се характеризира с висока химическа активност запалими на въздух. Електропроводимостта и термичната проводимост на течни сплави Na - К-ниски от съответните стойности за Na и К. Натриев амалгама се получават лесно чрез въвеждане на метален натрий в живак; ако те съдържат повече от 2,5% Na (тегловни) при обикновена температура вече са твърди вещества.
Производство на натрий. Основният промишлен метод за получаване на натриев - стопена сол електролиза на NaCl, KCl, съдържащи добавки, NaF, CaCl2 и други соли, които намаляване на точката на топене на 575-585 ° С Електролиза чист NaCl ще доведе до големи загуби на натриев от изпаряване, тъй като точката на топене на NaCl (801 ° С) и кипене Na (882,9 ° С) са много близки. Електролизата се провежда в електролиза с диафрагма, катодите изработени от железни или медни аноди - графит. Едновременно с натриев хлоро получен. Old метод за получаване на натриев - електролиза на разтопен натриев хидроксид NaOH, което е значително повече NaCl, но електролитно разлага при по-ниска температура (320-330 ° С).
Прилагане на натрий. Натриев и неговите сплави са широко използвани като охлаждащи за процеси, изискващи равномерно нагряване в интервала от 450-650 ° С - в клапите на авиационни двигатели и по-специално в ядрените електроцентрали. В последния случай, метални охладители течните са сплави Na - К (двата елемента имат ниска топлинна неутронна абсорбция напречно сечение за Na 0.49 хамбари), тези сплави имат висока точка на кипене и коефициентите на пренос на топлина и не взаимодействат с структурни материали при високи температури, разработени в енергия ядрени реактори. Съединение NaPb (10% Na тегловни), използвани в производството на тетраетил - antiknock най-ефективни. Сплавта на оловна основа (0,73% Са, 0,58% Na и Li 0,04%), се използва за производство на аксиални лагери на железопътни вагони, натриев се втвърдяване добавка. В металургията Натриев служи като активна редуциращо средство при получаването на някои редки метали (Ti, Zr, Ta) методи metallothermy; в органичния синтез - редукционна реакция, кондензационна полимеризация, и др.
Благодарение на високото химическата активност на натриев им работа изисква повишено внимание. Особено опасно е да се удари Натриев вода, което може да предизвика пожар и експлозия. Очите трябва да бъдат защитени с очила, ръце - дебели гумени ръкавици; Натриев контакт с влажна кожа или облекло може да предизвика тежки изгаряния.
Лекарството на лекарства натриев сулфат обикновено се използват хлорид на NaCl (със загуба на кръв, загуба на течности, повръщане и т. П.) борат, Na2 В4 О7 · 10H2 О (като антисептик), хидрогенкарбонат на NaHCO 3 (като отхрачващо и за промивки и изплаква в ринит, ларингит и други), тиосулфат Na2 S2 О3 · 5H2 О (противовъзпалително, облекчаващо и protivotoksicheskoe означава) и цитрат Na3 С6 Н5 О7 · 5½H2 О (получаване на антикоагуланти група).
Изкуствено произведени радиоактивни изотопи 22 Na (полуживот T = 2.64) и 24 Na (Т = 15 часа) се използва за определяне на притока на кръв в някои области на кръвоносната система на сърдечно-съдови и белодробни заболявания и други оклузивна болест. Радиоактивните разтвори на натриеви соли (например, 24 NaCl) се използва също за определяне на съдовата пропускливост, изучава общо съдържание на обменен натрий в тялото на вода и сол баланс на чревната абсорбция, нервната активност, процеси и в някои други експериментални изследвания.