De natrium Det är en alkalimetall från grupp 1 i det periodiska systemet. Dess atomnummer är 11 och det representeras av den kemiska symbolen Na. Det är en lätt metall, mindre tät än vatten, silvervit i färg som blir grå när den utsätts för luft; det är därför det lagras i paraffiner eller ädelgaser.
Dessutom är det en mjuk metall som kan skäras med en kniv och blir spröd vid låga temperaturer. Reagerar explosivt med vatten för att bilda natriumhydroxid och vätgas; Det reagerar också med fuktig luft och med fukt från bara händer.
Denna metall finns i bergsaltmineraler som halit (natriumklorid), i saltlake och i havet. Natriumklorid representerar 80% av allt material upplöst i havet, med natrium med ett överflöd på 1,05%. Det är det sjätte elementet i överflöd av jordskorpan.
Analysen av ljusets spektra från stjärnorna har gjort det möjligt att upptäcka deras närvaro i dem, inklusive solen. Likaså har deras närvaro i meteoriter bestämts.
Natrium är en bra termisk och elektrisk ledare, samt har en stor värmeabsorptionsförmåga. Det upplever det fotoelektriska fenomenet, det vill säga det kan avge elektroner när det är upplyst. När den bränns avger dess låga ett intensivt gult ljus..
Smält natrium fungerar som ett värmeöverföringsmedel, varför det används som kylmedel i vissa kärnreaktorer. Det används också som avoxideringsmedel och metallreducerare, varför det har använts vid rening av övergångsmetaller, såsom titan och zirkonium..
Natrium är den främsta bidragsgivaren till det extracellulära avdelningens osmolaritet och dess volym. Det är också ansvarigt för genereringen av åtgärdspotentialer i exciterande celler och initieringen av muskelsammandragning..
För stort natriumintag kan orsaka: hjärt-kärlsjukdomar, ökad risk för stroke, benskörhet på grund av mobilisering av benkalcium och njurskador.
Artikelindex
Människan har använt natriumföreningar sedan urminnes tider, särskilt natriumklorid (vanligt salt) och natriumkarbonat. Vikten av salt framgår av användningen av det latinska ordet "salarium", för att indikera en del salt som soldaterna fick som en del av sin betalning..
Under medeltiden användes en natriumförening med det latinska namnet "sodanum", vilket innebar huvudvärk..
1807 isolerade Sir Humprey Davy natrium genom elektrolys av natriumhydroxid. Davy isolerade också kalium, vid en tidpunkt då natriumhydroxid och kaliumhydroxid ansågs vara grundämnen och kallade fixerade alkalier..
Davy skrev i ett brev till en vän: ”Jag sönderdelade och komponerade de fixerade alkalierna och upptäckte att deras baser var två nya ämnen, mycket lättantändliga ämnen som liknade metaller; men en av dem är mer brandfarlig än den andra och mycket reaktiv ".
1814 använde Jöns Jakob i sitt system för kemiska symboler förkortningen Na för det latinska ordet "natrium" för att namnge natrium. Detta ord kommer från det egyptiska "natron" -namnet som används för att hänvisa till natriumkarbonat.
Metalliskt natrium kristalliserar till en kroppscentrerad kubisk (bcc) struktur. Därför är dess Na-atomer placerade för att bilda kuber, varav en ligger i mitten och var och en med åtta grannar..
Denna struktur kännetecknas av att den är minst tät av alla, vilket överensstämmer med den låga densiteten för denna metall; så lågt att det är tillsammans med litium och kalium, de enda metaller som kan flyta i flytande vatten (innan det exploderar, naturligtvis). Dess låga atommassa, i förhållande till dess omfattande atomradie, bidrar också till denna egenskap..
Den resulterande metallbindningen är dock ganska svag och kan förklaras från den elektroniska konfigurationen:
[Ne] 3s1
Elektronerna i det stängda skalet deltar inte (åtminstone under normala förhållanden) i metallbindningen; men elektronen i 3-talets omlopp. Na-atomer överlappar sina 3-orbitaler för att skapa ett valensband; Och 3p: erna, tomma, ett drivande band.
Detta 3s-band, som är halvfullt, liksom på grund av kristallens låga densitet, gör kraften, styrd av "elektronhavet", svag. Följaktligen kan metalliskt natrium skäras med en metall och smälter endast vid 98 ° C..
Natriumkristallen kan genomgå förändringar i sin struktur när man upplever tryckökningar; medan det värms upp är det osannolikt att det genomgår fasövergångar på grund av dess låga smältpunkt.
När fasövergångar börjar förändras metallens egenskaper. Till exempel genererar den första övergången en ansiktscentrerad kubisk (fcc) struktur. Således komprimeras den glesa strukturen bcc till fcc genom att pressa det metalliska natriumet.
Kanske producerar detta inte någon märkbar förändring i egenskaperna hos natrium annat än dess densitet. Men när trycket är mycket hög blir allotroperna (inte polymorfer eftersom de är en ren metall) överraskande isolatorer och elektroder; det vill säga även elektronerna är fixerade i kristallen som anjoner och cirkulerar inte fritt.
Förutom ovanstående ändras deras färger också; natrium upphör att vara gråaktigt för att bli mörkt, rödaktigt eller till och med transparent, när driftstrycket ökar.
Med tanke på 3s valensbana, när natrium förlorar sin enda elektron, förvandlas det snabbt till Na-katjonen.+, vilket är isoelektroniskt mot neon. Det vill säga både Na+ som Ne har de samma antal elektroner. Om närvaron av Na antas+ i föreningen sägs dess oxidationsnummer vara +1.
Medan det motsatta händer, det vill säga natrium får en elektron, är dess resulterande elektronkonfiguration [Ne] 3stvå; nu är det isoelektroniskt med magnesium, eftersom det är Na-anjonen- kallas soduro. Om närvaron av Na antas- i föreningen, då kommer natrium att ha oxidationsnummer -1.
Mjuk, duktil, smidbar lättmetall.
22,989 g / mol.
Natrium är en lätt silverig metall. Blankt när det är nyklippt men tappar sin glans när det kommer i kontakt med luft och blir ogenomskinligt. Mjuk vid temperatur, men ganska hård vid -20 ºC.
880 ºC.
97,82 ºC (nästan 98 ºC).
Vid rumstemperatur: 0,968 g / cm3.
I flytande tillstånd (smältpunkt): 0,927 g / cm3.
Olöslig i bensen, fotogen och nafta. Det löses upp i flytande ammoniak, vilket ger en blåfärgad lösning. Lös upp i kvicksilver och bildar en amalgam.
Temperatur 802 K: 1 kPa; dvs dess ångtryck är betydligt lågt även vid höga temperaturer.
Det sönderdelas våldsamt i vatten och bildar natriumhydroxid och väte.
120-125 ºC.
0,680 cP vid 100 ºC
192 dyn / cm vid smältpunkt.
4.22.
0,93 på Pauling-skalan.
Första jonisering: 495,8 kJ / mol.
Andra joniseringen: 4562 kJ / mol.
Tredje joniseringen: 6 910,3 kJ / mol.
186.
166 ± 21.00.
71 µm (mK) vid 26 ºC.
132,3 W / m K till 293,15 K.
4,77 × 10-8 Ωm vid 293 K.
Eftersom natrium har ett unikt oxidationsnummer på +1 förenklas namnen på dess föreningar, styrda av stamnomenklaturen, eftersom detta antal inte anges inom parentes och med romerska siffror..
På samma sätt slutar deras namn enligt traditionell nomenklatur alla med suffixet -ico.
Till exempel är NaCl natriumklorid enligt stamnomenklaturen, med natriumklorid (I) felaktig. Det kallas också natriummonoklorid, enligt den systematiska nomenklaturen; och natriumklorid, enligt den traditionella nomenklaturen. Det vanligaste namnet är dock bordssalt..
Natrium har en extracellulär koncentration av 140 mmol / L, i jonform (Na+). För att upprätthålla den elektroniska neutraliteten i det extracellulära avdelningen, Na+ åtföljs av kloridanjoner (Cl-) och bikarbonat (HCO3-med koncentrationer av 105 mmol / L respektive 25 mmol / L.
Na-katjonen+ Det är den viktigaste osmotiska komponenten och har det största bidraget till det extracellulära avdelningens osmolaritet, på ett sådant sätt att det finns en jämn osmolaritet mellan det extracellulära och intracellulära avdelningen som garanterar integriteten i det intracellulära avdelningen..
Å andra sidan är den intracellulära koncentrationen av Na+ är 15 mmol / L. Så: Varför är de extra och intracellulära Na-koncentrationerna inte lika?+?
Det finns två skäl till varför detta inte sker: a) plasmamembranet är dåligt permeabelt för Na+. b) förekomsten av Na-pumpen+-K+.
Pumpen är ett enzymatiskt system som finns i plasmamembranet som använder energin i ATP för att avlägsna tre Na-atomer.+ och introducera två K-atomer+.
Dessutom finns det en uppsättning hormoner, inklusive aldosteron, som genom att främja renal natriumåterabsorption garanterar upprätthållandet av den extracellulära natriumkoncentrationen till sitt rätta värde. Antidiuretiskt hormon hjälper till att upprätthålla extracellulär volym.
Excitativa celler (nervceller och muskelceller) är de som svarar på en lämplig stimulans med bildandet av en åtgärdspotential eller nervimpuls. Dessa celler upprätthåller en spänningsskillnad över plasmamembranet..
Cellinteriören är negativt laddad i förhållande till cellens yttre under viloplatser. Med en viss stimulans ökar membranets permeabilitet för Na+ och en liten mängd Na-joner kommer in i cellen+, vilket gör att cellinredningen laddas positivt.
Ovanstående är vad som är känt som en åtgärdspotential, som kan sprida sig genom en neuron och är det sätt på vilket information färdas genom den..
När åtgärdspotentialen når muskelceller stimulerar den dem att dra ihop sig genom mer eller mindre komplexa mekanismer..
Sammanfattningsvis är natrium ansvarig för produktionen av åtgärdspotentialer i exciterande celler och för initieringen av muskelcellkontraktion..
Natrium är det sjunde vanligaste grundämnet i jordskorpan och representerar 2,8% av det. Natriumklorid är en del av mineralhaliten, som representerar 80% av de upplösta materialen i havet. Havets natriuminnehåll är 1,05%.
Natrium är ett mycket reaktivt element, varför det inte finns i sin naturliga eller elementära form. Finns i lösliga mineraler som halit eller olösliga mineraler som kryolit (en natriumaluminiumfluorid).
Förutom havet i allmänhet kännetecknas Döda havet av att de har en mycket hög koncentration av olika salter och mineraler, särskilt natriumklorid. Great Salt Lake i USA har också en hög koncentration av natrium.
Natriumklorid finns nästan rent i mineralhaliten, närvarande i havet och i bergstrukturer. Berg- eller mineralsalt är mindre rent än halit och finns i mineralfyndigheter i Storbritannien, Frankrike, Tyskland, Kina och Ryssland.
Salt extraheras från dess steniga avlagringar genom fragmentering av klipporna, följt av en process för rening av saltet. Vid andra tillfällen införs vatten i saltbehållarna för att lösa upp det och bilda en saltlösning som sedan pumpas upp till ytan..
Salt erhålls från havet i grunda bassänger som kallas saliner genom solindunstning. Saltet som erhålls på detta sätt kallas bay salt eller havssalt..
Natrium framställdes genom den karbotermiska reduktionen av natriumkarbonat vid 1100 ° C. För närvarande produceras den genom elektrolys av smält natriumklorid med hjälp av Downs-cellen.
Eftersom smält natriumklorid har en smältpunkt på ~ 800 ° C tillsätts emellertid kalciumklorid eller natriumkarbonat för att sänka smältpunkten till 600 ° C..
I Downs-kammaren är katoden gjord av järn i en cirkulär form, runt en kolanod. Elektrolysprodukterna separeras med ett stålnät för att förhindra att elektrolysprodukterna kommer i kontakt: elementärt natrium och klor..
Vid anoden (+) inträffar följande oxidationsreaktion:
2 Cl- (l) → Cltvå (g) + 2 e-
Under tiden inträffar följande reduktionsreaktion vid katoden (-):
2 Na+ (l) + 2 e- → 2 Na (l)
Det är mycket reaktivt i luft beroende på luftfuktighet. Reagerar för att bilda en film av natriumhydroxid, som kan absorbera koldioxid och så småningom bilda natriumbikarbonat..
Det oxiderar i luft för att bilda natriummonoxid (NatvåELLER). Medan natriumsuperoxid (NaOtvå) framställs genom upphettning av metalliskt natrium till 300 ° C med högtryckssyre.
I flytande tillstånd antänds den vid 125 ºC, vilket ger en irriterande vit rök som kan orsaka hosta. På samma sätt reagerar det kraftigt med vatten för att producera natriumhydroxid och vätgas, vilket orsakar reaktionens explosivitet. Denna reaktion är starkt exoterm..
Na + HtvåO → NaOH + 1/2 Htvå (3 367 kilokalorier / mol)
Halogenerade syror, såsom saltsyra, reagerar med natrium för att bilda motsvarande halider. Under tiden genererar reaktionen med salpetersyra natriumnitrat; och med svavelsyra genererar den natriumsulfat.
Na reducerar oxiderna från övergångsmetallerna och producerar motsvarande metaller genom att frigöra dem från syre. På samma sätt reagerar natrium med haliderna i övergångsmetallerna, vilket orsakar förskjutning av metallerna för att bilda natriumklorid och frigör metallerna..
Denna reaktion har tjänat till att erhålla övergångsmetaller, inklusive titan och tantal..
Natrium reagerar långsamt med flytande ammoniak vid låg temperatur för att bilda sodamid (NaNHtvå) och väte.
Na + NH3 → NaNHtvå + 1/2 Htvå
Flytande ammoniak fungerar som ett lösningsmedel för reaktion av natrium med olika metaller, inklusive arsenik, tellur, antimon och vismut..
Reagerar med alkoholer för att framställa alkoholater eller alkoxider:
Na + ROH → RONa + 1/2 Htvå
Det producerar dehalogenering av organiska föreningar, vilket orsakar en fördubbling av antalet kol i föreningen:
2 Na + 2 RCl → R-R + 2 NaCl
Oktan kan framställas genom dehalogenering av butanbromid med natrium.
Natrium kan reagera med andra alkalimetaller för att bilda en eutektik: en legering som bildas vid lägre temperaturer än dess komponenter; till exempel NaK som har en K-procentsats på 78%. Natrium bildar också legeringar med beryllium med en liten andel av den förra.
Ädla metaller som guld, silver, platina, palladium och iridium, liksom vita metaller som bly, tenn och antimon, bildar legeringar med flytande natrium..
Det är en metall som reagerar intensivt med vatten. Därför kan kontakt med mänskliga vävnader belagda med vatten orsaka allvarliga skador. Ger svåra brännskador vid kontakt med huden och ögonen.
Om det sväljs kan det också orsaka perforering av matstrupen och magen. Men även om dessa skador är allvarliga är bara en liten del av befolkningen utsatt för dem..
Den största skada som natrium kan orsaka beror på dess överdrivna intag av livsmedel eller drycker gjorda av människor.
Människokroppen kräver ett natriumintag på 500 mg / dag för att fullgöra sin funktion i nervledningen, såväl som i muskelsammandragning..
Men vanligtvis intas en mycket större mängd natrium i kosten, vilket ger en ökning av plasma- och blodkoncentrationen av densamma.
Detta kan orsaka högt blodtryck, hjärt-kärlsjukdom och stroke..
Hypernatremi är också associerat med alstring av osteoporos genom att inducera ett utflöde av kalcium från benvävnad. Njurarna har problem med att upprätthålla en normal plasmanatriumkoncentration trots överdrivet intag, vilket kan leda till njurskada.
Det används i metallurgi som avoxiderande och reducerande medel vid beredning av kalcium, zirkonium, titan och andra metaller. Till exempel reducerar det titantetraklorid (TiCl4) för att producera metalliskt titan.
Smält natrium används som värmeöverföringsmedel, varför det används som kylmedel i vissa kärnreaktorer.
Det används som råvara vid tillverkning av natriumlaurylsulfat, huvudingrediensen i syntetiskt rengöringsmedel. Det är också involverat i tillverkningen av polymerer såsom nylon och föreningar såsom cyanid och natriumperoxid. Också i produktionen av färgämnen och parfumsyntes.
Natrium används vid rening av kolväten och vid polymerisation av olösliga kolväten. Det används också i många organiska reduktioner. Upplöst i flytande ammoniak används för att reducera alkyner till transalken.
Natriumånglampor är byggda för allmän belysning i städer. Dessa ger en gul färg, liknande den som observeras när natrium förbränns i tändare..
Natrium fungerar som ett torkmedel som ger en blå färg i närvaro av bensofenon, vilket indikerar att produkten i torkningsprocessen har nått önskad torkning.
Det används för att krydda och konservera mat. Elektrolysen av natriumklorid producerar natriumhypoklorit (NaOCl), som används vid hushållsrengöring som klor. Dessutom används den som en industriell blekmedel för pappers- och textilmassa eller vid desinfektion av vatten..
Natriumhypoklorit används i vissa medicinska preparat som ett antiseptiskt medel och fungicid..
Natriumkarbonat används vid tillverkning av glas, rengöringsmedel och rengöringsmedel. Natriumkarbonatmonohydrat används vid fotografering som en framkallarkomponent.
Bakpulver är en källa till koldioxid. Av denna anledning används den i bakpulver, i salter och brusdrycker och även i torrkemiska brandsläckare. Det används också vid garvning och ullförberedelse.
Natriumbikarbonat är en alkalisk förening som används vid medicinsk behandling av mag- och urinsyra.
Det används vid tillverkning av kraftpapper, kartong, glas och tvättmedel. Natriumtiosulfat används vid fotografering för att korrigera negativa och utvecklade tryck..
Vanligtvis kallad kaustisk soda eller lut, den används vid neutralisering av syror vid petroleumraffinering. Reagerar med fettsyror vid tvåltillverkning. Dessutom används den vid behandling av cellulosa.
Det används som ett gödningsmedel som ger kväve och är en komponent i dynamit.
Ingen har kommenterat den här artikeln än.