Натрий — химический элемент с символом Na, атомным номером 11 и атомной массой 22,9898. Это мягкий металл, реактивен, имеет низкую температуру плавления с удельным весом 0,97 при 20 C. С коммерческой точки зрения является наиболее важным из всех алкановых металлов.
Натрий является шестым по распространенности элементом земной коры, 2,83% которого встречается в любой форме. После хлора является вторым по распространенности элементом, растворенным в морской воде. Наиболее важные соли натрия, встречающиеся в природе, — это хлорид натрия (каменные соли), карбонат натрия (сода), борат натрия (бура), нитрат натрия и сульфат натрия. Соли натрия содержатся в морской воде, соленых озерах, алкановых озерах и минеральной родниковой воде.
Реакции
Натрий быстро вступает в реакцию с водой, а также со снегом и льдом, с образованием гидроксида натрия и бикарбоната натрия. Под воздействием воздуха металлический натрий теряет свой серебристый вид и приобретает темно-серый цвет из-за покрытия из оксида натрия.
Натрий не реагирует с азотом, особенно при высоких температурах, но реагирует с аммиаком с образованием амида натрия. Натрий и водород реагируют при температуре около 200 C, образуя гидрид натрия. Натрий плохо реагирует с углеродом, но хорошо с различными галогенидами металлов с образованием металла и хлорида натрия.
Натрий не реагирует с парафиновыми углеводородами, но он образует дополнительные соединения с нафталином и другими ароматическими полициклическими соединениями, а также с алкенами. Реакция натрия со спиртом аналогична реакции натрия с водой, только протекает медленнее.
Применение
Соединения натрия находят множество применений в промышленности. Они используются для производства антидетонационных агентов, в металлургии, в качестве теплоносителей, например, в ядерных реакторах и в газоразрядных лампах. Нитрат натрия часто используют в качестве удобрения.
60% хлорида натрия используется в химической промышленности, где он превращается в газообразный хлор, гидроксид натрия или карбонат натрия. Еще 20% используется в пищевой промышленности в качестве консерванта или усилителя вкуса. Оставшаяся поваренная соль используется зимой в качестве дорожной соли.
Гидроксид натрия используется для удаления засоров в водосточных трубах, а карбонат натрия используется при очистке сточных вод для нейтрализации кислот. Гидрокарбонат натрия используется в качестве разрыхлителя в текстильной и кожевенной промышленности, а также при производстве мыла и чистящих средств.
Элемент также используется в санитарных очистителях в виде гипохлорита натрия. С помощью металлического натрия извлекаются бериллий, торий, титан и цирконий. Радиоактивный 24 Na используется для медицинских осмотров.
Воздействие на здоровье
В организме человека содержится около 100 г натрия. Он также содержится в сыворотке крови в концентрации 3,3 г / л и регулирует кислотно-щелочной баланс и мембранный потенциал, часто в сочетании с калием.
Передозировка натрия возможна, особенно при большом приеме поваренной соли. Например, повышенное кровяное давление, затвердение артерий, отек, гиперосмолярность, спутанность сознания могут быть вызваны слишком большим количеством Na +. Недостаточное потребление натрия приводит к обезвоживанию, судорогам, мышечной слабости, замедлению роста и сонливости.
Повышенная потребность в натрии возникает у людей при диарее и других проблемах со здоровьем с высокой потерей соли. Среднее потребление поваренной соли взрослыми составляет 9 г, что соответствует примерно 4 г натрия. При заболеваниях сердца и почек следует перейти на малосолевую диету.
Контакт натрия и воды, включая потоотделение, вызывает образование дыма гидроксида натрия, который вызывает сильное раздражение кожи, глаз, носа и горла. Острое воздействие приводит к тяжелому дыханию, кашлю и хроническому бронхиту. Контакт с кожей вызывает зуд, покалывание, термическое и разъедающее ощущение жжения. Попадание в глаза вызывает необратимое повреждение тканей и потерю зрения.
Натрий и вода
Натрий высвобождается из горных пород и почв в течение миллиардов лет и попадает в океаны. Содержание натрия в морской воде составляет около 11 000 промилле. Речная вода обычно содержит всего около 9 промилле.
Питьевая вода содержит около 50 мг натрия на литр. Это значение может быть намного выше для минеральной и лечебной воды. В растворенном виде натрий почти всегда можно найти в виде иона Na +.
Как и в каких соединениях натрий реагирует с водой?
Элементарный натрий очень активно реагирует с водой, образуя при этом бесцветный, сильноосновной раствор гидроксида натрия и газообразного водорода. Реакция экзотермическая. Металлический натрий нагревается, может загореться и гореть характерным оранжевым цветом. Выделяющийся газообразный водород взрывоопасен.
Многочисленные соединения натрия не так бурно реагируют с водой, а скорее медленно растворяются в ней. Вероятно, наиболее известным соединением натрия является хлорид натрия (NaCl) или поваренная соль. При 20 C растворимость этого соединения в воде составляет 359 г / л. и почти не зависит от температуры самой воды. Карбонат натрия (Na2co3) также можно растворить в воде. Растворимость при 20 C составляет 220 г / л.
Как натрий может попасть в воду?
Многие соединения натрия попадают в воду естественным путем. Как упоминалось ранее, он вымывается из камней и почвы. Мало того, что морская вода содержит много хлорида натрия, все реки и озера содержат соединения натрия, хотя и в гораздо меньшей степени в зависимости от геологических условий и загрязнения сточными водами.
Какие экологические проблемы может вызвать загрязнение воды натрием?
Натрий относится ко 2 классу опасности и является загрязняющим воду веществом. С другой стороны, хлорид натрия лишь незначительно опасен для воды.
Натрий является незаменимым веществом для животных, тогда как растения практически его не содержат.
Гипохлорит натрия, содержащийся в санитарных очистителях, может способствовать образованию хлорированных углеводородов и, таким образом, серьезно загрязнять сточные воды. Натрий, состоит только из одного стабильного изотопа. Однако существует также 13 нестабильных изотопов этого элемента. Класс радиотоксичности натрия — «средний».
