Натрий

Натрий (Natrium, Na) – химический элемент с атомным номером 11, и соответствующая простое вещество – щелочной серебристо-белый мягкий металл, химически очень активен, на воздухе быстро окисляется.
Плотность 0,968, t плав 97,83 ° С, t кип 882,9 ° С, коэф. соч. по Моосу 0,5. Натрий – очень распространенный литофильные элемент (шестое место среди химических элементов), его Кларк 2,64 по массе. Известно более 220 минералов Натрия разных классов (полевые шпаты, плагиоклаза, галит, селитра, тенардит, мирабилит). Распространенность натрия (в% по массе) в каменных метеоритах 7х10 -1, в ультраосновных породах 5,7 х 10 -1, основных -1,94, в средних – 3,0, в кислых – 2,77, в глинах – 0,96, в песчаниках – 0,33, в карбонатных породах – 0,04, в океанической воде – 1,03534. Применяют Натрий как восстановитель, теплоноситель т.д. Соли натрия находят большое применение в различных отраслях экономики.
История
Натрий впервые был получен английским химиком Хемфри Дэви в 1807 году электролизом твердого NaOH.
Распространение в природе
Натрий принадлежат к наиболее распространенных элементов На него приходится 2,64% массы земной коры. В связи с высокой химической активностью он встречается только в виде различных соединений. Некоторые из них, как хлорид натрия, сульфат натрия, образуют мощные месторождения.
Крупнейшие залежи хлорида натрия NaCl (каменная соль, или галит) есть на Урале в районах г. Соликамска и г. Соль-Илецка, на Донбассе и в других местах. Значительные количества хлорида натрия добываются в виде самосаднои соли из соляных озер Эльтон и Баскунчак в западном Казахстане. Огромные запасы сульфата натрия Na 2 SO 4 · 10H 2 O (мирабилит) накопленные в заливе Кара-Богаз-Гол в восточной части Каспийского моря.
Физические свойства
В свободном состоянии натрий – серебристо-белый легкий и мягкий металл. Плотность – 0,968 г/см3. Температура плавления – 97,83 ° С.
Металлический натрий.

Химические свойства
Натрий относится к главной подгруппы первой группы периодической системы Менделеева. Его атомы имеют на внешнем электронном слое по одному электрону, который они легко теряют и превращаются в ионы с одним положительным зарядом. Поэтому в своих соединениях натрий бывает только положительно одновалентных.
Натрий – очень активный металл. Легко теряя свои валентные электроны, он является очень сильным восстановителем. В электрохимическом ряду напряжений он занимает второе место слева от водорода.
В сухом воздухе натрий энергично взаимодействует с кислородом воздуха и превращается в пероксид:

2Na + O 2 = Na 2 O 2

Поэтому его хранят под слоем керосина или минерального масла. С галогенами натрий реагирует очень энергично с образованием солей галогеноводневих кислот: NaCl, NaBr т.д. С жидким бромом он сочетаются даже со взрывом. С серой при некотором нагревании образует сульфиды: Na 2 S. С водой реагирует очень бурно, даже со взрывом. Еще более бурно реагирует с кислотами (тоже со взрывом). Во влажном воздухе металл легко превращается в гидроксид:

2Na + 2H 2 O = 2NaOH + H 2 ?

а последний, взаимодействуя с углекислым газом воздуха, – в карбонат:

2NaOH + CO 2 = Na 2 CO 3 + H 2 O

При высокой температуре натрий может восстанавливать оксиды алюминия, кремния и т.д. к свободным элементов:

Al 2 O 3 + 6Na = 2Al + 3Na 2 O

Получение
В свободном состоянии натрий получают электролизом расплавленных хлоридов или гидроксидов. При электролизе расплавленных едких щелочей положительно заряженные ионы металлов притягиваются к отрицательно заряженному катоду, присоединяют по одному электрону (восстанавливаются) и превращаются в атомы свободных металлов, а отрицательно заряженные ионы гидроксила привлекаются к положительно заряженному аноду, отдают ему по одному электрону и превращаются в электро- нейтральные группы OH, которые разлагаются с образованием воды и кислорода, выделяемого на аноде. Получение металлического натрия электролизом NaOH можно изобразить такими уравнениями:
NaOH ? ? – Катод Анод + 4Na + + 4e = 4Na ° 4OH - – 4е = 4OH ° 4OH ° = 2H 2 O + O 2 ?
Применение
Металлический натрий используют при синтезе многих органических веществ, для изготовления некоторых сплавов, а также в металлургии для получения ряда металлов из их соединений, например титана по реакцией

TiCl 4 + 4Na = Ti + 4NaCl

Соли натрия
Натрий образует соли со всеми кислотами. Подавляющее большинство солей натрия в воде растворяется хорошо. Важнейшие из них:

Хлорид натрия NaCl, или пищевая соль
Карбонат натрия Na 2 CO 3, или сода
Гидрокарбонат натрия NaHCO 3, или питьевая сода
Сульфат натрия Na 2 SO 4