Sodiu, Krugosvet Encyclopedia

SODIU - (Natrium) Na, un element chimic al 1 (la) din Sistemul Periodic, se referă la elemente alcaline. numărul atomic 11, masa atomica relativa a 22.98977. În natură există un izotop stabil 23 Na. Șase cunoscuți izotopi radioactivi ai acestui element, și două dintre ele sunt de interes pentru știință și medicină. Sodiu-22, cu un timp de înjumătățire de 2,58 ani a fost folosit ca o sursă de pozitroni. Sodiu-24 (timpul de înjumătățire de aproximativ 15 ore) sunt utilizate în medicină pentru diagnosticarea și tratamentul unor forme de leucemie.

Starea de oxidare a +1.

Compușii de sodiu, sunt cunoscute inca din cele mai vechi timpuri. clorură de sodiu - o componentă necesară a produselor alimentare umane. Cchitaetsya că oamenii au început să-l folosească în epoca neolitică, și anume aproximativ 5-7 mii. de ani în urmă.

În secolul al 18-lea. chimiștii au fost cunoscuți mulți diferiți compuși de sodiu. Sărurile de sodiu au fost utilizate pe scară largă în medicină, în solar, în țesături vopsire.

Sodiul metalic a fost primul chimist englez si fizician Gemfri Devi electroliza de hidroxid de sodiu topit (folosind un teanc voltaic de 250 de perechi de plăci de cupru și zinc). Numele «sodiu», selectat Davey pentru acest articol reflectă originea dintr-un CO3 sodă Na2. Rusă și latină element de nume de produs din arab „Natrun“ (soda naturală).

răspândirea de sodiu în natură și extracție industrială.

depozite mari de săruri de sodiu într-o formă relativ pură există pe fiecare continent. Ele sunt rezultatul evaporării mărilor antice. Acest proces este încă în desfășurare în lacul Salt Lake (Utah), Marea Moartă și în alte locuri. Sodiu apare ca clorură de NaCl (halit, sare gemă) și carbonat de CO3 Na2 · NaHCO3 · 2H2O (trona) nitrat, NaNO3 (nitrat), sulfat Na2 SO4 · 10H2 O (mirabilită), tetraborat O7 B4 Na2 · 10 H2 O (borax) și Na2 B4 O7 · 4H2O (kernitul) și alte săruri.

Rezervele inepuizabile de clorură de sodiu este în saramuri naturale și apele oceanului (circa 30 kg m -3). Se estimează că sarea gemă într-o cantitate echivalentă cu conținutul de clorură de sodiu în oceane, ar fi ocupat un volum de 19 Mill. Cu. km (mai mult decât volumul total al continentului nord-american deasupra nivelului mării 50%). Prism un astfel de volum, cu o suprafață de bază de 1 mp. km se poate ajunge la luna de 47 de ori.

Acum, producția totală de clorură de sodiu din apa de mare a ajuns la 6-7 mil. Tone pe an, reprezentând aproximativ o treime din producția mondială totală.

În materia vie conține, în medie, de 0,02% sodiu; animale în ea mai mult decât în ​​plante.

Caracteristicile unei substanțe simplu și producția industrială de sodiu metalic.

Sodiu - metal alb-argintiu, în straturi subțiri, cu o tentă mov, maleabil, chiar moale (ușor de tăiat cu un cuțit), strălucește proaspăt tăiat de sodiu. Valorile conductivitatea electrică și conductivitate termică de sodiu densitate suficient de mare este 0.96842 g / cm3 (la ° C 19,7), temperatura de topire 97,86 ° C, temperatura de fierbere 883,15 ° C

In aliaj ternar, conținând 12% sodiu, 47% și 41% din potasiu, cesiu, - cea mai joasă temperatură de topire pentru sistemele de metal este egală cu -78 ° C,

Sodiu și compușii acestuia în flacără colorată de culoare galben strălucitor. linie dublă în spectrul de sodiu corespunde tranziției 3s 1 1-3p atomii elementului.

Activitatea chimică a sodiului este mare. În aer, acesta este acoperit rapid cu o peliculă dintr-un amestec de peroxid, hidroxid și carbonat. In oxigen, fluor și clor de sodiu lumini. Când metalul arde în aer peroxid format Na2 O2 (dopat cu oxid de Na2 O).

reacționează sodiu cu sulf are triturare într-un mojar, recuperează acid sulfuric în sulf sau în sulfură. Dioxidul de carbon solid ( „gheata uscata“) cand intra in contact cu explodeaza sodiu (dioxid de carbon extinctor pentru stingerea de ardere nu poate fi utilizat cu sodiu!). Cu azot reacția se produce numai în descărcarea electrică. Sodiu nu reacționează numai cu gaze inerte.

Sodiu reacționează cu apa:

Căldura care este eliberată în timpul reacției este suficientă pentru a topi metalul. De aceea, dacă o bucată mică de sodiu aruncat în apă, aceasta se datorează efectului termic al reacției se topesc și picăturii de metal, care este mai ușor decât apa „alerga“ pe suprafața apei, alimentată forță reactivă de hidrogen. Sodiu reacționează cu alcooli este mult mai calmă decât apa:

Sodiu dizolvat ușor în amoniac lichid, pentru a forma un luminos soluții metastabile albastre cu proprietăți neobișnuite. Când -33,8 ° C, 1000 g amoniac dizolvat până la 246 g de sodiu metalic. Soluțiile diluate sunt albastre, concentrate - culoare bronz. Acestea pot fi stocate timp de aproximativ o săptămână. Se constată că, în amoniac lichid de sodiu este ionizat:

Na Na + + e -

Constanta de echilibru pentru această reacție este egală cu 9.9 · 10 -3. De ieșire electroni solvatată molecule de amoniac și formează un complex [e (NH3) n] -. Soluțiile rezultate au o conductivitate metalica. După evaporarea amoniacului rămâne metalului de bază. Pentru o soluție prelungită de depozitare se decolorează treptat datorită reacției de metal cu amoniac pentru a forma o imidă sau amidă NaNH2 Na2 NH și hidrogen.

Sodiu stocat sub un strat de lichid deshidratat (petrol lampant, ulei mineral) sunt transportate numai în recipiente metalice sigilate.

Metoda electrolitica pentru prepararea industrială a sodiu a fost dezvoltat în 1890. Electroliza se topesc de hidroxid de sodiu, ca în experimentele Davie, dar folosind o energie mai avansată decât gramada voltaic. In acest proces, oxigenul este eliberat, împreună cu sodiu:

catod (fier): Na + + e - = Na

un anod (nichel): 4OH - - 4e - = O2 + 2H2 O.

In electroliza clorurii de sodiu pură, există probleme serioase, în primul rând, cu temperatura apropiată de temperatura de topire de clorură de sodiu și cu punct de fierbere de sodiu și, pe de altă parte, solubilitatea ridicată de clorură de sodiu în lichid sodiu. Se adaugă la clorură de sodiu, clorură de potasiu, fluorura de sodiu, clorură de calciu reduce temperatura de topire la 600 ° C. Producerea de sodiu electroliză amestec eutectic topit (un aliaj de două substanțe cu cea mai scăzută temperatură de topire) și 40% NaCl 60% CaCl2 la

580 ° C într-o celulă, dezvoltat de inginerul american G.Daunsom, a fost început în 1921 în apropierea centralei electrice Dupont la Niagara.

Pe electrozii apar următoarele procese:

catod (fier): Na + + e - = Na

Ca 2+ + 2e - = Ca

un anod (grafit): 2CI - - 2e - = Cl2.

sodiu metalic și calciu sunt formate pe un catod cilindric din oțel inoxidabil și se ridica prin tubul de răcire, în care se solidifică de calciu și cade înapoi în topitură. Clorul este produs la un anod din grafit centrală, aceasta se întâmplă sub arcul de nichel și apoi purificat.

Acum, volumul producției de sodiu metalic este de câteva mii de tone pe an.