Натрій: історія, властивості

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Хмельницький національний університет

Кафедра хімії:

Реферат

З курсу «Іноземна мова за професійним спрямуванням»

На тему: «Натрій»

Виконала: Дубінець Ю.П.

Перевірила: Дроздова В.В.

Хмельницький 2016

Зміст

Натрій

Історія натрію

Натрій в природі

Отримання, застосування натрію

Фізичні властивості. Хімічні властивості

Їдкі луги

Солі натрію

Натрій

Натрій (Natrium, Na) -- хімічний елемент з атомним номером 11, та відповідна проста речовина -- лужний, сріблясто-білий м'який метал, хімічно дуже активний, на повітрі швидко окиснюється.

Густина 0,968 , t_плав 97,83°С, t_кип 882,9 °С, коефіцієнт твердості за Моосом 0,5. Натрій -- дуже поширенийлітофільний елемент (шосте місце серед хімічних елементів), його кларк 2,64 за масою. Відомо понад 220 мінералів Натрію різних класів (польові шпати, плагіоклази, галіт, селітра, тенардит, мірабіліт). Поширеність Натрію (в % за масою) в кам'яних метеоритах 7х10^?1, в ультраосновних породах 5,7х 10^?1, основних ?1,94, в середніх -- 3,0, в кислих -- 2,77, в глинах -- 0,96, в пісковиках -- 0,33, в карбонатних породах -- 0,04, в океанічній воді -- 1,03534. Застосовують Натрій як відновник, теплоносій тощо. Солі Натрію знаходять велике застосування в різних галузях економіки.

Історія натрію

Назва "натрій" походить від стародавнього слова, яке порівняно широко поширене в Єгипті, а так само у древніх греків і римлян. Це слово можна було зустріти у Плінія (Nitron), у інших стародавніх авторів. У стародавньому Єгипті натроном, або нітроном, називали взагалі луг, яку отримували з природних содових озер, а також з золи рослин. Її вживали для миття, виготовлення глазурі, при муміфікації трупові для інших цілей. Арабські алхіміки називали лугу alkali. З відкриттям пороху в Європі селітру стали строго відрізняти від лугів, і в XVII ст. вже розрізняли нелеткі, або фіксовані лугу, і летючу луг. Разом з тим було встановлено відмінність між рослинної і мінеральної лугом. В кінці XVIII ст. Клапрот ввів для мінеральної лугу назву натрон (Natron), або натр і для рослинної - калі (Kali), Лавуазьє помістив лугу в "Таблицю простих тіл", вказавши в примітці до неї, що це, ймовірно, складні речовини, які коли- небудь будуть розкладені. Дійсно, в 1807 р Деві шляхом електролізу злегка зволожених твердих лугів отримав вільні метали - калій і натрій, назвавши їх калій і содій. Наступного року Гільберт, видавець відомих "Анналів фізики", запропонував іменувати нові метали калієм і натрона; Берцеліус скоротив останню назву до "натрій". На початку XIX ст. в Росії натрій називали содіем (Двигубский, 182i; Соловйов, 1824); Страхов пропонував назву содь (1825). Солі натрію називалися, наприклад, сірчанокисла сода, гідрохлоровая сода і одночасно оцтовий натр (Двигубский, 1828). Гесс, за прикладом Берцеліуса, ввів назву натрій.

Натрій в природі

У природі лужні елементи трапляються лише у вигляді солей. Найважливішими мінералами Натрію є кам'яна сіль або галіт NaCl, чилійська селітра NaNO₃, глауберова сіль або мірабіліт Na₂SO₄ · 10H₂O. Велика кількість солей Натрію кристалізується при випаровуванні морської води. Масова частка Натрію у земній корі становить 2,6 %.

Катіони Натрію відіграють важливу роль у життєдіяльності живих організмів. Натрій міститься в кістковій тканині, крові, мозку, легенях, рідині ока, спинномозковій рідині. Катіони Натрію беруть участь у підтримці осмотичного тиску та кислотно-лужної рівноваги, у проведенні нервових імпульсів.

Отримання, застосування натрію

Натрій отримують електролізом розплавленого хлориду натрію або гідроксиду натрію. При електролізі розплаву NaCl на катоді виділяється натрій:

Na + + e- = Na

А на аноді - хлор:

2Cl - 2e- = Cl2

При електролізі розплаву NaOH на катоді виділяється натрій (рівняння реакції наведено вище), а на аноді - вода і кисень:

4OH- - 4e- = 2H2O + O2

Внаслідок дорожнечі гідроксиду натрію основним сучасним методом отримання натрію є електроліз розплаву NaCl.

натрій хімічний електроліз сіль

Фізичні та хімічні властивості

Фізичні властивості. Оскільки в атомах лужних металів один зовнішній електрон доводиться на 4 і більше вільні орбіталі, а енергія іонізації атомів низька, то між атомами металів виникає металевий зв'язок. Для речовини з металевим зв'язком характерні металевий блиск, пластичність, м'якість, хороша електрична провідність і теплопровідність. Такими властивостями володіє натрій.

Натрій - сріблясто-білий метал, щільність - 0,97г / см3, дуже м'який, легко ріжеться ножем.

Природний натрій складається з одного ізотопу. У дослідженнях застосовуються радіоактивні ізотопи, одержувані штучним шляхом.

Хімічні властивості. Атоми натрію при хімічній взаємодії легко віддають валентні електрони, переходячи в позитивно заряджені іони: Na +. Метал - сильний відновник. На повітрі натрій швидко окислюються, тому їх зберігають під слоєм гасу. Він легко взаємодіє з багатьма неметалами - галогенами, сіркою, фосфором і ін. Бурхливо реагує з водою. З воднем при нагріванні утворює гідрид NaH. Гідриди металів легко розкладаються водою з утворенням відповідної лугу і водню:

NaH + H2O = NaOH + H2

При згорянні натрію в надлишку кисню утворюється пероксид на-натрію Na2O2, який взаємодіє з вологим вуглекислим газом повітря, виділяючи кисень:

2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2

На цій реакції засноване застосування пероксиду натрію для отримання кисню на підводних човнах і для регенерації повітря в закритих приміщеннях.

Їдкі луги

Їдкими лугами називаються добре розчинні у воді гідроксиди. Найважливіші з них NaOH і KOH.

Гідроксид натрію - білий, непрозорий, тверда кристалічна речовина. У воді добре розчиняються з виділенням великої кількості теплоти. У водних розчинах практично без остачі дисоційований і є сильними лугами.

Твердий гідрооксид натрію та водний розчин поглинає оксид вуглецю (IV):

NaOH + CO2 = NaHCO3

2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O

або в іншій формі:

OH- + CO2 = HCO

2OH- + CO2 = CO + H2O

У твердому стані на повітрі NaOH поглинає вологу, завдяки чому використовується як осушувач газів. У промисловості гідроксид натрію отримують електролізом концентрованого розчину NaCl . При цьому одночасно виходять хлор і водень. Катодом служить залізна сітка, анодом - графіт. Схему електролізу слід представляти так, NaCl повністю дисоціює на іони Na + і Cl-. При проходженні електричного струму до катода підходять іони Na +, до анода - хлорид-іони Cl-. Натрій в ряду стандартних електродних потенціалів розташований до алюмінію, і його іони відновлюються (приєднують електрони) набагато важче, ніж молекули води. Іонів же водню H + в розчині дуже мало. Тому на катоді розряджаються молекули води з виділенням молекулярного водню:

2H2O + 2e- = H2 + 2OH-

Хлорид-іони в концентрованому розчині легше віддають електрони (окислюються), ніж молекули води, тому на аноді розряджаються хлорид-іони:

2Cl- - 2e- = Cl2

Загальне рівняння електролізу розчину в іонної формі:

2Cl- - 2e- = Cl2 1

2H2O + 2e- = H2 + 2OH- 1

2Cl- + 2H2O електроліз H2 + 2OH- + Cl2

або

2NaCl + 2H2O електроліз H2 + 2NaOH + Cl2

Гідроксид натрію отримують в дуже великих кількостях. Він є одним з найважливіших продуктів основної хімічної промисловості. Застосовують його для очищення нафтових продуктів - бензину і гасу, для виробництва мила, штучного шовку, паперу, в текстильній, шкіряній, хімічної промисловості, а також в побуті (каустик, каустична сода).

Солі натрію

Натрій утворює солі з усіма кислотами. Майже всі його солі розчиняються у воді. Найважливіші з них - хлорид натрію (кухонна сіль), сода і сульфат натрію.

Хлорид натрію NaCl - необхідна приправа до їжі, використовується для консервування харчових продуктів, а також служить сировиною для отримання гідроксиду натрію, хлору, соляної кислоти, соди та ін.

Сульфат натрію Na2SO4 застосовується у виробництві соди і скла. З водних розчинів кристалізується десятіводний гідрат Na2SO4 * 10H2O, званий глауберової сіллю. Глауберова сіль застосовується в медицині як проносне. Солі натрію (іони натрію) забарвлюють полум'я пальника в жовтий колір. Це дуже чутливий метод для виявлення натрію в з'єднаннях.

Размещено на Allbest.ru