химический каталог




НАТРИЙ

Автор Химическая энциклопедия г.р. И.Л.Кнунянц

НАТРИЙ (от араб. натрун, греческого nitron - природная сода; лат. Natrium) Na, химический элемент I гр. периодической системы, атомный номер 11, ат.м. 22,98977; относится к щелочным металлам. В природе один стабильный изотоп 23Na. Поперечное сечение захвата тепловых нейтронов 4,90.10-25 м2. Конфигурация внешний электронной оболочки 3s1; степень окисления +1; энергии ионизации Na0 Na+ Na2+ 5,13915 и 47,304 эВ; сродство к электрону 0,34 эВ; электроотрицательность по Полингу 1,0; ат. радиус 0,192 нм, ионный радиус 0,116 нм (координац. число 6), 0,153 нм (12).

Содержание НАТРИЙ в земной коре 2,64% по массе. В гидросфере НАТРИЙ содержится в виде растворимых солей в кол-ве около 2,9% (при общей концентрации солей в морской воде 3,5-3,7%); содержание НАТРИЙ в морской воде 1,5.1016 т. Наличие НАТРИЙ установлено в атмосфере Солнца и межзвездном пространстве. В природе НАТРИЙ находится только в виде солей. Важнейшие минералы-галит (каменная соль) NaCl, мирабилит (глауберова соль) Na2SO4•10 Н2О, тенардит Na,SO4, чилийская селитра NaNO3, криолит Na3[AlF6], трона NaHCO3•Na2CO3•2Н2О, бура (тинкал) Na2B4O7•10Н2О, а также природные силикаты, например альбит Na[AlSi3O8], нефелин Na [AlSiO4], содержащие помимо НАТРИЙ и др. элементы. Соед. НАТРИЙ входят в состав живых организмов, главным образом в виде NaCl.

Так, например, в плазме крови человека содержание ионов НАТРИЙ 0,32% по массе, в костях-0,6%, в мышечных тканях-0,6-1,5%. Для восполнения естеств. убыли НАТРИЙ из организма человек ежедневно должен употреблять с пищей 4-5 г NaCl.

Свойства. НАТРИЙ-серебристо-белый металл, в тонких слоях с фиолетовым оттенком. Выше — 222 °С устойчива модификация с кубич. решеткой (а = 0,4291 нм, z = 2, пространств. группа ImЗт); при —222 °С она переходит в гексагoн. форму (а = 0,3767 нм, с = 0,6154 нм, z = 2, пространств. группа Р63/ттс). температура плавления 97,86 °С, температура кипения 883,15 °С; плотность 0,96842 г/см3 (19,7°С), уравения температурной зависимости плотности: d = 0,9725 - 20,11•10-4t - 1,5.10-7t2 г/см3 (0-96,6°С), d= 0,9501 -2,2976.10-4t- 1,460.10-8t2+ + 5,638.10-12t3 г/см3 (98 - 1370 °С); C0p 28,23 Дж/(моль.К), для газа 20,79 ДжДмоль•К);DH0пл 2,6 кДж/моль, DH0кип88,99 кДж/моль, DH0возг 107,5 кДж/моль (298,15 К); S0298 51,30 Дж/(моль.К), для газа S0298 153,61 Дж/(моль.К); tкрит 2733 К, pкрит40,8 МПа, uкрит 0,128 см3/моль; давление насыщ. пара (Па) 1,544.10-5 (371,02 К), 1,852.10-4 (400 К), 9,326.10-2 (500 К), 5,673 (600 К), 103,9 (700 К). В газообразном состоянии НАТРИЙ состоит из частиц Na и Na2, содержание Na2 (DH0обр для газа 142,3 кДж/моль) увеличивается с ростом температуры: 0,8% (600 К), 1,3% (650 К), 2,5% (750 К).

Уравнения температурной зависимости: линейного расширения твердого НАТРИЙ l = l0(1 + 6,893•10-5t +0,63.10-7t2)м; объемного расширения жидкого НАТРИЙ u = u0(l +2,4183 х х 10-4t+ 7,385.10-8t2 + 15,64.10-12t3) м3; теплопроводности твердого НАТРИЙ К = 135,6 - 0,167t Вт/(м.К) (0 - 97 °С), жидкого К = 93,0- 5,81.10-2t Вт/(м.К) (98-1370°С); r = 4,290 + 1,993.10-2t + 9,848•10-6t2 мкОм.см (0-97°С. твердый НАТРИЙ), r = 7,756 + 2,054.10-2t + 3,481•10-5t2 мкО.см (98-1100°С, жидкий НАТРИЙ); h (Па.с) 6,80.10-4 (100°С), 2,84.10-4 (400°С), 1,49.10-4 (883,15°С), lgh(Пa х х с) = -4,6814 - 0,4296 lg Т + 234,65T(98 - 500 °С); g (Н/м) 0,192 (97,86 °С), 0,161 (400 0С), 0,113 (883,15 °С), для жидкого g = 0,202 -1.10-4t Н/м. НАТРИЙ парамагнитен, магн. восприимчивость + 0,70.10-9 (293 К). Норм. электродный потенциал -2,714 В, в расплаве -2,4 В.

Химическая активность НАТРИЙ весьма высока. На воздухе он активно окисляется с поверхности, в жидком состоянии выше 200 0С загорается. В зависимости от условий НАТРИЙ может окисляться до натрия оксида Na2O или пероксида Na,O2. Энергично реагирует с водой с образованием натрия гидроксида NaOH и выделением Н2, при большой поверхности контакта реакция идет со взрывом. НАТРИЙ воспламеняется в атмосфере F2, в Сl2 горит при обычной температуре, с Вr2 реагирует лишь при нагревании, с I2 в обычных условиях не реагирует. Энергично взаимодействие с S, Se и Те, образуя халькогениды составов Na2X, NaX, NaX2, Na2X5. Благородные газы незначительно растворим в твердом и жидком НАТРИЙ, при 200 °С НАТРИЙ начинает поглощать Н2, образуя весьма гигроскопичный гидрид NaH. С N2 в электрич. разряде дает нитрид Na3N или азид NaN3, с разбавленый кислотами-соли. В жидком NH3 НАТРИЙ легко раств., образуя раствор синего цвета с металлич. проводимостью, содержащий катионы Na+ и сольватированные электроны; растворимость НАТРИЙ (г в 100 г NH3): 34,6 (0°С), 31,9 (-50°С), 29,4 (-105°С). Взаимод. НАТРИЙ с NH3 при 300-400 °С или в присутствии катализатора при охлаждении до — 30 °С получают амид NaNH2.

При 800-900 °С газообразный НАТРИЙ с С образует карбид (ацетиленид) Na2C2. Реакцией НАТРИЙ с ацетиленом при 98 oС получают NaC=CH и этилен, при более высоких температурах-Na2C2. С графитом НАТРИЙ образует соединение включения (см. Графита соединения). Об органическое соединениях НАТРИЙ см. в ст. Натрийорганические соединения. Диспергированный НАТРИЙ реагирует с большинством галогенидов, с органическими (типа СН2Сl2, СНСl3)-со взрывом, с галогенидами металлов МНаln- восстанавливая катион М2+ . Дает интерметал-лиды с Ag, Au, Cd, Ga, Tl, Sn, Pb, Sb, Bi, K, Cs; не образует соединение с Ва, Sr, Mg, Li, Zn, Al. Co ртутью НАТРИЙ образует амальгамы - интерметаллиды состава NaHg2, NaHg4, NaHg8, NaHg, Na3Hg2, Na5Hg2, Na3Hg. Наиб. значение имеют жидкие амальгамы (содержат менее 2,5% по массе НАТРИЙ), образующиеся при постепенном введении НАТРИЙ в Hg, находящуюся под слоем керосина или минеральных масла.

Наиб. важным соединение НАТРИЙ посвящены ст. Натрия алюминаты, Натрия бораты, Натрия карбонат, Натрия сульфат, Натрия хлорид и др.

Получение. Н. получают: электролизом расплава NaCl (одновременно производят Сl2) с добавками КСl, NaF или СаСl2 для снижения температуры плавления электролита; электролизом расплава NaOH; небольшие количества-разложением азида 2NaN32Na + 3N2 и др. Электролиз NaCl проводят в электролизерах с диафрагмой; аноды изготовлены из графита, катоды-из Сu или Fe. Очищают НАТРИЙ от примесей хлоридов, оксидов, Са, С добавлением в расплавленный НАТРИЙ смеси NaOH -Na2CO3- NaCl или Na2O2, обработкой расплава металлич. Li, Ti или сплавом Ti-Zr, низшими хлоридами TiCl3, TiCl2, вакуумной дистилляцией.

Определение. Качественно НАТРИЙ обнаруживают по характерной желтой окраске пламени его летучими соединение и по наиболее четко выраженным спектр. линиям 589,0 и 589,9 нм. Количественно НАТРИЙ определяют пламенной фотометрией (вплоть до 0,0002 мг/л), спектр. или гравиметрич. методами. В последнем случае НАТРИЙ отделяют от др. щелочных элементов в виде хлорида, сульфата или перхлората, чаще-в виде NaM(UO2)3 (СН3СОО)9.2O, где М - Mg, Zn, Mn, Ni, с последующей оксидиметрич. титрованием, а также используют люминесцентное, колориметрич., нефелометрич. (при малых содержаниях НАТРИЙ) определения. Используют хроматографич., радиометрич. и спектрофотометрич. методы определения НАТРИЙ

Применение. Н. и его сплавы с К-жидкие теплоносители, в частности в ядерных реакторах. Пары НАТРИЙ используют для наполнения газоразрядных ламп; сплавы Pb-Na-в производстве Рb(С2Н5)4, для изготовления подшипников. НАТРИЙ применяют как модификатор алюминиевых и др. сплавов, восстановитель в металлургии (в производстве Ti, Zr, Та), органическое синтезе (как сам НАТРИЙ, так и его амальгама), для получения соединение Na, как катализатор в синтезе бутадиенового каучука. Амальгаму Na используют при получении NaOH высокой чистоты; изотоп 24Na-для радиологич. лечения некоторых форм лейкемии и в диагностич. целях. Изотоп 22Na-позитронный источник.

Мировое производство (без социалистич. стран) превышает 300 тысяч т/год (1980).

Хранят НАТРИЙ под слоем инертной обезвоженной жидкости (керосин, минеральных масло и др.), перевозят только в запаянных металлич. сосудах.

Металлич. НАТРИЙ получил впервые в 1807 Г. Дэви.

Литература: Ситтиг М., Натрий, его производство, свойства и применение, пер. с англ., М., 1961; Foust O.J., Sodium-NaK engineering handbook, v. 1-5, N.-Y.-[a.oJ,1972-1979. См. также лит. при ст. Литий.

Л.Ю. Аликберова.

Химическая энциклопедия. Том 3 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
табличка на дом ретро
самые дешевые цветные линзы для глаз заказать
сигнализация starline e91 цена
виртуозы москвы. штраус-гала билеты

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(05.12.2016)