Sodyum hakkında her şey. Doğada olmak

Sodyum- Periyodik Tablonun 3. periyodunun elementi ve IA grubu, seri numarası 11. Atomun elektronik formülü 3s 1, oksidasyon durumları +1 ve 0'dır. Düşük elektronegatifliğe sahiptir (0,93), yalnızca metalik (temel) özellikler sergiler. Çok sayıda tuz ve ikili bileşik (katyon olarak) oluşturur. Hemen hemen tüm sodyum tuzları suda yüksek oranda çözünür.

Doğada - beşinci kimyasal bolluk elementine göre (ikinci sırada)
metaller), yalnızca bileşikler halinde bulunur. Tüm organizmalar için hayati bir unsur.

Sodyum, sodyum katyonu ve bileşikleri gaz brülörünün alevini parlak sarıya boyar ( niteliksel tespit).

Sodyum Hayır. Gümüş-beyaz metal, hafif, yumuşak (bıçakla kesilmiş), düşük erime noktalı. Sodyumu gazyağı içinde saklayın. Cıva ile sıvı bir alaşım oluşturur - amalgam(%0,2'ye kadar Na).

Çok reaktif, nemli havada sodyum yavaş yavaş bir hidroksit filmi ile kaplanır ve parlaklığını kaybeder (kararır):

Sodyum kimyasal olarak aktif ve güçlü bir indirgeyici maddedir. Orta dereceli ısıtmada (>250 °C) havada tutuşur, metal olmayan maddelerle reaksiyona girer:

2Na + O2 = Na2O2 2Na + H2 = 2NaH

2Na + CI2 = 2NaCl 2Na + S = Na2S

6Na + N2 = 2Na3N 2Na + 2C = Na2C2

Çok fırtınalı ve harika ekzo-etkili sodyum su ile reaksiyona girer:

2Na + 2H2O = 2NaOH + H2^ + 368 kJ

Reaksiyonun ısısından dolayı sodyum parçaları, H2'nin salınması nedeniyle rastgele hareket etmeye başlayan toplar halinde erir. Reaksiyona, patlayıcı gazın (H2 + O2) patlaması nedeniyle keskin tıklamalar eşlik ediyor. Çözelti fenolftalein (alkali ortam) ile koyu kırmızı renktedir.

Voltaj serisinde sodyum, hidrojenin önemli ölçüde solundadır; hidrojeni seyreltik asitler HC1 ve H2S04'ten (H20 ve H nedeniyle) uzaklaştırır.

Fiş endüstride sodyum:

(ayrıca aşağıdaki NaOH hazırlanmasına bakın).

Sodyum, Na202, NaOH, NaH'nin yanı sıra organik sentezde üretmek için kullanılır. Erimiş sodyum, nükleer reaktörlerde soğutucu görevi görür ve gaz halindeki sodyum, sarı ışıklı dış mekan lambalarında dolgu maddesi olarak kullanılır.

Sodyum oksit Na 2 O. Temel oksit. Beyaz, iyonik bir yapıya (Na+)2O2- sahiptir. Termal olarak stabildir, ısıtıldığında yavaşça ayrışır, aşırı Na buhar basıncı altında erir. Havadaki neme ve karbondioksite karşı hassastır. Suyla (kuvvetli alkali bir çözelti oluşur), asitlerle, asidik ve amfoterik oksitlerle, oksijenle (basınç altında) kuvvetli reaksiyona girer. Sodyum tuzlarının sentezinde kullanılır. Sodyum havada yandığında oluşmaz.

En önemli reaksiyonların denklemleri:

Fiş: Na202'nin termal ayrışması (bkz.) ve ayrıca Na ve NaOH, Na ve Na2O2'nin füzyonu:

2Na + 2NaOH = 2Na aO + H2 (600 °C)

2Na + Na2O2 = 2Na ve O (130-200 °C)

Sodyum peroksit Na202. İkili bağlantı. Beyaz, higroskopik. İyonik bir yapıya (Na +) 2 O 2 2- sahiptir. Isıtıldığında aşırı basınç O2 altında ayrışır ve erir. Havadaki karbondioksiti emer. Su ve asitlerle tamamen ayrışır (kaynama sırasında O2 açığa çıkar - peroksitlere kalitatif reaksiyon). Güçlü oksitleyici ajan, zayıf indirgeyici ajan. Kumaş ve kağıt ağartma maddelerinin bir bileşeni olarak, bağımsız solunum cihazlarında (CO2 ile reaksiyona girerek) oksijen rejenerasyonu için kullanılır. En önemli reaksiyonların denklemleri:

Fiş: Na'nın havada yanması.

Sodyum hidroksit NaOH. Bazik hidroksit, alkali, teknik adı kostik sodadır. İyonik yapıya sahip beyaz kristaller (Na +)(OH -). Havada çözünür, nemi ve karbondioksiti emer (NaHCO3 oluşur). Ayrışmadan erir ve kaynar. Ciltte ve gözlerde ciddi yanıklara neden olur.

Suda çok çözünür (ile ekzo-etki, +56 kJ). Asit oksitlerle reaksiyona girer, asitleri nötralize eder, amfoterik oksitler ve hidroksitlerde asit işlevine neden olur:

NaOH çözeltisi camı aşındırır (NaSiO3 oluşur) ve alüminyum yüzeyi aşındırır (Na ve H2 oluşur).

Fiş Endüstride NaOH:

a) NaCl çözeltisinin inert bir katot üzerinde elektrolizi

b) NaCl çözeltisinin cıva katot üzerinde elektrolizi (amalgam yöntemi):

(serbest bırakılan cıva elektrolizöre geri gönderilir).

Kostik soda kimya sektörünün en önemli hammaddesidir. Sodyum tuzları, selüloz, sabun, boyalar ve suni elyafların üretiminde kullanılır; gaz kurutucusu olarak; geri dönüştürülmüş malzemelerden kalay ve çinkonun geri kazanılması ve saflaştırılmasında reaktif; alüminyum cevherlerini (boksit) işlerken.

Sodyum metal mi yoksa metal olmayan mı? İkinci seçeneğe inanmak hatadır. Sodyum, periyodik tabloda atom numarası 11'de görünen yumuşak, gümüşi beyaz bir metaldir.

Üstelik bu (veya daha doğrusu bileşikleri) eski çağlardan beri biliniyor! İncil'de bile temizlik ürünlerinde sodyumun bir bileşen olduğundan bahsedilir. Ancak bu ilginç de olsa tarihi bir nottur. Şimdi bu elementin özelliklerinden ve diğer özelliklerinden bahsetmeye değer.

Fiziki ozellikleri

Peki “Sodyum metal midir, ametal midir?” sorusunun cevabı. çok açık. Sadece bu maddeye bakarak bile her şeyi anlayabilirsiniz. Bu arada gümüşi beyaz bir renge sahip olmasına rağmen ince katmanlar halinde menekşe tonuna sahip olduğu açıktır.

Bu çok plastik bir maddedir. Yumuşak metaller fazla çaba harcamadan dövülebilen ve aynı zamanda süneklik ve eriyebilirlik ile karakterize edilen metallerdir. Ancak sodyumla ilgili olarak bu kelime tam anlamıyla uygulanabilir. Bıçakla zahmetsizce kesilebilir. Bu arada, yeni bir kesim çok parlak bir şekilde parlıyor. Diğer özellikler şunları içerir:

• Yoğunluk. Normal koşullar altında - 0,971 g/cm³.
• Erime ve kaynama noktaları sırasıyla 97,81 °C ve 882,95 °C'dir.
• Molar ısı kapasitesi - 28,23 J/(K.mol).
• Füzyon ve buharlaşmanın spesifik ısısı sırasıyla 2,64 kJ/mol ve 97,9 kJ/mol'dür.
• Molar hacim - 23,7 cm³/mol.

Basınç altında sodyumun (Na) kırmızıya ve şeffafa dönüştüğünü belirtmekte fayda var. Bu haliyle bu metal yakut'a çok benzer.

Oda sıcaklığına koyarsanız kübik simetride kristaller oluşturur. Ancak sıcaklığı -268 °C'ye düşürdüğünüzde metalin nasıl altıgen faza dönüştüğünü görebilirsiniz. Neden bahsettiğimizi anlamak için grafiti hatırlamanız yeterli. Bu altıgen kristalin en iyi örneğidir.

Oksidasyon ve yanma

Artık sodyumun (Na) kimyasal özelliklerine geçebiliriz. Bu alkali metal havaya maruz kaldığında kolayca oksitlenir. Sonuç olarak sodyum oksit (Na2O) oluşur. Renksiz kübik kristallere benziyor. Bu, sentez işleminde reaktif olarak kullanılan, tuz oluşturan ikili inorganik bir maddedir. Sodyum hidroksit ve diğer bileşiklerin yapımında kullanılır.

Bu nedenle metali oksijene maruz kalmaktan korumak için gazyağı içinde depolanır.

Ancak yanma sırasında sodyum peroksit (Na202) oluşur. Isı salınımının eşlik ettiği su ile kuvvetli etkileşim ile karakterize edilen beyaz-sarı kristallere benziyorlar. Na 2 O 2 ipek, yün, kumaş, saman, viskon ve odun hamurunun ağartılmasında kullanılır.

Su ile reaksiyonlar

Gümüşi beyaz yumuşak metal sodyum da H2O ile başarılı bir şekilde etkileşime girer. Su ile reaksiyonu çok şiddetlidir. Bu sıvıya konulan küçük bir sodyum parçası yüzeye çıkar ve oluşan ısı nedeniyle erimeye başlar. Sonuç olarak, su yüzeyinde farklı yönlerde hızla hareket eden beyaz bir topa dönüşür.

Bu çok muhteşem reaksiyona hidrojenin salınması eşlik ediyor. Böyle bir deney yapılırken alev alabileceği için dikkatli olunmalıdır. Ve her şey aşağıdaki denkleme göre gerçekleşir: 2Na + 2H 2 O → 2NaOH + H 2.

Ametallerle etkileşimler

Sodyum bir metaldir, aynı zamanda güçlü bir indirgeyici madde olarak da adlandırılabilir. Ancak diğer alkali maddeler gibi. Bu nedenle karbon, iyot ve radyoaktif radon, kripton, neon, ksenon, argon ve helyum dahil soy gazlar dışındaki birçok metal olmayan maddeyle güçlü bir şekilde reaksiyona girer. Bu tür reaksiyonlar şuna benzer: 2Na + Cl 2 → 2NaCl. Veya işte başka bir örnek: 2Na + H 2 → 250-450 °C 2NaH.

Sodyumun lityumdan daha aktif olduğunu belirtmekte fayda var. Prensip olarak nitrojenle reaksiyona girebilir, ancak çok zayıftır (parlak deşarjda). Bu etkileşim sonucunda sodyum nitrür adı verilen kararsız bir madde oluşur. Bunlar suyla reaksiyona giren ve ısıtıldığında ayrışan koyu gri kristallerdir. Aşağıdaki denkleme göre oluşturulurlar: 6Na + N 2 → 2Na 3 N.

Asitlerle reaksiyonlar

Ayrıca sodyumun kimyasal özellikleri hakkında konuşarak listelenmeleri gerekir. Bu madde seyreltik asitlerle sıradan bir metal gibi reaksiyona girer. Şuna benzer: 2Na + 2HCl → 2NaCl + H2.

Sodyum, oksidatif reaksiyonlarla karakterize edilen konsantre maddelerle farklı şekilde etkileşime girer; bu tür reaksiyonlara, indirgeme ürünlerinin salınması eşlik eder. İşte bir formül örneği: 8Na + 10NHO3 → 8NaNO3 + 3H2O.

Alkali metal sodyumun,% 10'luk bir çözeltisi herkes tarafından amonyak olarak iyi bilinen sıvı amonyak (NH3) içinde kolayca çözündüğünü de belirtmekte fayda var. Denklem şuna benzer: Na + 4NH3 → - 40°C Na 4. Bu reaksiyon sonucunda mavi bir çözelti oluşur.

Metal aynı zamanda gaz halindeki amonyakla da etkileşime girer, ancak ısıtıldığında. Bu reaksiyon şuna benzer: 2Na + 2NH3 → 35 · 0°C 2NaNH2 + H2.

Diğer bağlantılar

Sodyumun temel özelliklerini sıralarken, normal koşullar altında beyaz-gümüş ağır bir sıvı olan ve bir metal olan benzersiz bir element olan cıva ile etkileşime girebileceğini de belirtmekte fayda var.

Bu reaksiyon sonucunda bir alaşım oluşur. Tam adı sodyum amalgamdır. Bu madde indirgeyici madde olarak kullanılır, özellikleri saf metalden daha yumuşaktır. Potasyumla ısıtırsanız sıvı bir alaşım elde edersiniz.

Bu metal aynı zamanda taç eterler olarak adlandırılan makroheterosiklik bileşiklerde de çözülebilir, ancak yalnızca organik çözücülerin varlığında çözülebilir. Bu reaksiyonun sonucunda bir alkali (tuz, güçlü bir indirgeyici madde) veya bir elektrit (mavi bir çözücü) oluşur.

Halojen-karbon maddeleri olan alkil halojenürlerin aşırı sodyum ile organosodyum bileşikleri verdiğini de söylememek mümkün değildir. Havada genellikle kendiliğinden tutuşurlar. Ve suda patlarlar.

Başvuru

Sodyumun özellikleri ve özellikleri onun endüstride, metalurjide ve preparatif kimyada güçlü bir indirgeyici madde olarak yaygın şekilde kullanılmasına olanak tanır. Ayrıca bu madde şunları içerir:

• Organik çözücülerin kurutulmasında.
• Sülfür-sodyum pillerin üretiminde.
• Kamyon motorlarının egzoz valflerinde. Sıvı soğutucunun rolünü oynar.
• Yüksek akımlar için tasarlanmış elektrik kablolarının imalatında.
• Sezyum, rubidyum ve potasyum içeren alaşımlarda. Bu maddelerle birlikte sodyum, nükleer reaktörlerdeki hızlı nötronlar için kullanılan yüksek verimli bir soğutucu oluşturur.
• Gaz deşarjlı lambalarda.

Ve bunlar uygulama alanlarından sadece birkaçı. Ancak dünyadaki en yaygın madde sodyum klorürdür. Sofra tuzu olduğundan hemen hemen her evde bulunur.

Ayrıca yerkabuğunun %2,6 oranında sodyumdan oluştuğunu da söylemeden geçemeyeceğiz. Genel olarak ise doğada en çok bulunan elementler sıralamasında 7., en çok bulunan metaller sıralamasında ise 5. sırada yer almaktadır. Sodyumun kimyasal olarak aktif olması nedeniyle doğada saf haliyle bulunması imkansızdır, ancak sülfat, karbonat, nitrat ve klorür formunda büyük miktarlarda bulunur.

Biyolojik rol

Yani, "Sodyum metal midir yoksa metal olmayan mıdır?" konusundaki tüm temel bilgiler söylendi. Son olarak bu maddenin biyolojik rolü hakkında birkaç söz.

Sodyum herhangi bir canlı organizmanın ayrılmaz bir parçasıdır. İnsan bir istisna değildir. İşte rolleri:

• Ozmotik basıncı korur.
• Karbondioksiti taşır.
• Su dengesini normalleştirir.
• Glikozun, amino asitlerin, anyonların hücre zarlarından taşınmasını teşvik eder.
• Potasyum iyonlarıyla değişimi aksiyon potansiyelinin oluşumunu etkiler.
• Protein metabolizmasını olumlu etkiler.
• Hidrasyon sürecinde yer alır.

Sodyum hemen hemen tüm ürünlerde bulunur. Ancak ana kaynakları tuz ve kabartma tozudur. D vitamini bu maddenin emilimini artırır.

Sodyum eksikliği oluşmaz ancak oruç sırasında yetersiz miktarda tüketmekten kaynaklanan sorunlar ortaya çıkabilir. Bu, kilo kaybı, kusma, monosakaritlerin bozulmuş emilimi ve gastrointestinal sistemde gaz oluşumu ile doludur. Özellikle ağır vakalarda nevralji ve kasılmalar meydana gelir. Bu nedenle vücudunuzu şiddetli açlığa maruz bırakmamak daha iyidir.

Makalenin içeriği

SODYUM– (Natrium) Na, Periyodik Tablonun 1. grubunun (Ia) kimyasal elementi, alkalin elementlere aittir. Atom numarası 11, bağıl atom kütlesi 22,98977. Doğada kararlı bir izotop 23 Na vardır. Bu elementin altı radyoaktif izotopu bilinmektedir, bunlardan ikisi bilim ve tıp açısından ilgi çekicidir. Yarılanma ömrü 2,58 yıl olan sodyum-22, pozitron kaynağı olarak kullanılıyor. Sodyum-24 (yarı ömrü yaklaşık 15 saattir) tıpta bazı lösemi türlerinin tanı ve tedavisinde kullanılmaktadır.

Oksidasyon durumu +1.

Sodyum bileşikleri eski çağlardan beri bilinmektedir. Sodyum klorür insan gıdasının önemli bir bileşenidir. İnsanların onu Neolitik dönemde kullanmaya başladığına inanılıyor. yaklaşık 5-7 bin yıl önce.

Eski Ahit “neter” adı verilen bir maddeden bahseder. Bu madde deterjan olarak kullanıldı. Büyük olasılıkla, neter, kireçli kıyılara sahip tuzlu Mısır göllerinde oluşan bir sodyum karbonat olan sodadır. Yunan yazarlar Aristoteles ve Dioscorides daha sonra aynı madde hakkında yazdılar, ancak "nitron" adı altında ve antik Romalı tarihçi Yaşlı Pliny aynı maddeden bahsederek onu "nitrum" olarak adlandırdı.

18. yüzyılda Kimyacılar zaten birçok farklı sodyum bileşiğini biliyorlardı. Sodyum tuzları tıpta, deri tabaklamada ve kumaş boyamada yaygın olarak kullanıldı.

Metalik sodyum ilk olarak İngiliz kimyager ve fizikçi Humphry Davy tarafından erimiş sodyum hidroksitin elektrolizi ile (250 çift bakır ve çinko plakadan oluşan bir voltaik sütun kullanılarak) elde edildi. Davy tarafından bu element için seçilen "sodyum" adı, bu elementin soda Na2C03'ten geldiğini yansıtmaktadır. Elementin Latince ve Rusça isimleri Arapça “natrun”dan (doğal soda) türetilmiştir.

Sodyumun doğadaki dağılımı ve endüstriyel ekstraksiyonu.

Sodyum, en çok bulunan yedinci element ve en çok bulunan beşinci metaldir (alüminyum, demir, kalsiyum ve magnezyumdan sonra). Yer kabuğundaki içeriği %2,27'dir. Sodyumun çoğu çeşitli alüminosilikatlarda bulunur.

Nispeten saf formda büyük miktarda sodyum tuzu yatakları tüm kıtalarda mevcuttur. Bunlar eski denizlerin buharlaşmasının sonucudur. Bu süreç Tuz Gölü (Utah), Ölü Deniz ve diğer yerlerde halen devam etmektedir. Sodyum, NaCl klorür (halit, kaya tuzu) ve ayrıca karbonat Na2C03 NaHCO3 2H20 (trona), nitrat NaN03 (güherçile), sülfat Na2SO4 10H20 (mirabilit) formunda bulunur ), tetraborat Na2B40710H20 (boraks) ve Na2B407 4H20 (kernit) ve diğer tuzlar.

Doğal tuzlu sularda ve okyanus sularında tükenmez sodyum klorür rezervleri vardır (yaklaşık 30 kg m-3). Dünya Okyanuslarındaki sodyum klorür içeriğine eşdeğer miktardaki kaya tuzunun 19 milyon metreküp hacim kaplayacağı tahmin ediliyor. km (Kuzey Amerika kıtasının deniz seviyesinin üzerindeki toplam hacminden% 50 daha fazla). Taban alanı 1 metrekare olan bu hacmin prizması. km Ay'a 47 kez ulaşabilir.

Artık deniz suyundan toplam sodyum klorür üretimi yılda 6-7 milyon tona ulaşmış olup, bu da toplam dünya üretiminin yaklaşık üçte biri kadardır.

Canlı madde ortalama %0,02 oranında sodyum içerir; Hayvanlarda bitkilere göre daha fazla bulunur.

Basit bir maddenin özellikleri ve sodyum metalinin endüstriyel üretimi.

Sodyum gümüşi beyaz bir metaldir, menekşe renginde ince katmanlar halinde, plastik, hatta yumuşak (bıçakla kolayca kesilebilir), taze kesilmiş sodyum parlaktır. Sodyumun elektriksel ve termal iletkenlikleri oldukça yüksektir, yoğunluğu 0,96842 g/cm3 (19,7°C'de), erime noktası 97,86°C, kaynama noktası 883,15°C'dir.

%12 sodyum, %47 potasyum ve %41 sezyum içeren üçlü alaşım, –78°C ile metal sistemler için en düşük erime noktasına sahiptir.

Sodyum ve bileşikleri alevi parlak sarıya boyar. Sodyum spektrumundaki çift çizgi geçiş 3'e karşılık gelir S 1–3P Elementin atomlarında 1.

Sodyumun kimyasal aktivitesi yüksektir. Havada hızla peroksit, hidroksit ve karbonat karışımından oluşan bir filmle kaplanır. Sodyum oksijen, flor ve klorda yanar. Bir metal havada yakıldığında, Na202 peroksit oluşur (Na20 oksit karışımı ile).

Sodyum, havanda öğütüldüğünde kükürt ile reaksiyona girer ve sülfürik asidi kükürde ve hatta sülfüre indirger. Katı karbondioksit (“kuru buz”) sodyumla temas ettiğinde patlar (karbon dioksitli yangın söndürücüler sodyum yangınını söndürmek için kullanılamaz!). Azotla reaksiyon yalnızca elektriksel deşarjda meydana gelir. Sodyum yalnızca inert gazlarla etkileşime girmez.

Sodyum su ile aktif olarak reaksiyona girer:

2Na + 2H20 = 2NaOH + H2

Reaksiyon sırasında açığa çıkan ısı metali eritmeye yeterlidir. Bu nedenle suya küçük bir parça sodyum atıldığında reaksiyonun termal etkisi nedeniyle erir ve sudan daha hafif olan bir metal damlası, reaktif kuvvetin etkisiyle su yüzeyi boyunca "akar". açığa çıkan hidrojenden. Sodyum alkollerle suya göre çok daha sakin reaksiyona girer:

2Na + 2C2H5OH = 2C2H5ONa + H2

Sodyum, olağandışı özelliklere sahip parlak mavi, yarı kararlı çözeltiler oluşturmak için sıvı amonyak içinde kolaylıkla çözünür. –33,8° C'de 1000 g amonyakta 246 g'a kadar sodyum metali çözünür. Seyreltik çözeltiler mavi, konsantre çözeltiler bronzdur. Yaklaşık bir hafta saklanabilirler. Sıvı amonyakta sodyumun iyonlaştığı tespit edilmiştir:

Na Na + + e –

Bu reaksiyonun denge sabiti 9,9·10 –3'tür. Ayrılan elektron, amonyak molekülleri tarafından çözülür ve bir kompleks oluşturur. Ortaya çıkan çözümler metalik elektrik iletkenliğine sahiptir. Amonyak buharlaştığında orijinal metal kalır. Çözelti uzun süre saklandığında, metalin amonyakla reaksiyona girerek amid NaNH2 veya imid Na2NH oluşturması ve hidrojen salınması nedeniyle yavaş yavaş rengi değişir.

Sodyum, susuzlaştırılmış bir sıvı (gazyağı, mineral yağ) tabakası altında depolanır ve yalnızca kapalı metal kaplarda taşınır.

Sodyumun endüstriyel üretimi için elektrolitik yöntem 1890'da geliştirildi. Elektroliz, Davy'nin deneylerinde olduğu gibi erimiş sodyum hidroksit üzerinde, ancak voltaik kolondan daha gelişmiş enerji kaynakları kullanılarak gerçekleştirildi. Bu süreçte sodyumla birlikte oksijen de açığa çıkar:

anot (nikel): 4OH – – 4e – = O2 + 2H2O.

Saf sodyum klorürün elektrolizi sırasında, ilk olarak sodyum klorürün yakın erime noktası ve sodyumun kaynama noktası ve ikinci olarak sodyumun sıvı sodyum klorür içindeki yüksek çözünürlüğü ile ilişkili ciddi problemler ortaya çıkar. Sodyum klorüre potasyum klorür, sodyum florür, kalsiyum klorür eklenmesi, erime sıcaklığını 600° C'ye düşürmenizi sağlar. Erimiş ötektik karışımın (en düşük erime noktasına sahip iki maddenin alaşımı) %40 NaCl ve elektrolizi ile sodyum üretimi Amerikalı mühendis G. Downs tarafından geliştirilen bir hücrede ~580° C'de %60 CaCl2, 1921 yılında Niagara Şelalesi'ndeki elektrik santralinin yakınında DuPont tarafından başlatıldı.

Elektrotlarda aşağıdaki işlemler meydana gelir:

katot (demir): Na + + e – = Na

Ca 2+ + 2e – = Ca

anot (grafit): 2Cl – – 2e – = Cl 2.

Sodyum ve kalsiyum metalleri silindirik bir çelik katot üzerinde oluşur ve kalsiyumun katılaştığı ve eriyiğe geri düştüğü soğutulmuş bir tüp tarafından yukarı kaldırılır. Merkezi grafit anotta üretilen klor, nikel çatı altında toplanıp arıtılıyor.

Şu anda, sodyum metalinin üretim hacmi yılda birkaç bin tondur.

Sodyum metalinin endüstriyel kullanımı güçlü indirgeme özelliklerinden kaynaklanmaktadır. Uzun bir süre boyunca, üretilen metalin çoğu, alkil klorürlerin bir sodyum ve kurşun alaşımıyla yüksek basınçta reaksiyona sokulması yoluyla tetraetil kurşun PbEt 4 ve tetrametil kurşun PbMe 4 (benzin için vuruntu önleyici maddeler) üretmek için kullanıldı. Artık çevre kirliliği nedeniyle bu üretim hızla azalıyor.

Diğer bir uygulama alanı ise titanyum, zirkonyum ve diğer metallerin klorürlerinin indirgenerek üretilmesidir. Hidrit, peroksit ve alkolatlar gibi bileşiklerin üretilmesi için daha küçük miktarlarda sodyum kullanılır.

Dispers sodyum, kauçuk ve elastomer üretiminde değerli bir katalizördür.

Hızlı nötron nükleer reaktörlerinde ısı değişim sıvısı olarak erimiş sodyumun kullanımı artıyor. Sodyumun düşük erime noktası, düşük viskozitesi, küçük nötron absorpsiyon kesiti, son derece yüksek ısı kapasitesi ve termal iletkenliği ile birleştiğinde, onu (ve potasyumlu alaşımlarını) bu amaçlar için vazgeçilmez bir malzeme haline getirir.

Sodyum, transformatör yağlarını, eterleri ve diğer organik maddeleri su izlerinden güvenilir bir şekilde temizler ve sodyum amalgam yardımıyla birçok bileşikteki nem içeriğini hızlı bir şekilde belirleyebilirsiniz.

Sodyum bileşikleri.

Sodyum, tüm olağan anyonlarla eksiksiz bir bileşik seti oluşturur. Bu tür bileşiklerde, kristal kafesin katyonik ve anyonik kısımları arasında neredeyse tamamen yük ayrımı olduğuna inanılmaktadır.

Sodyum oksit Na20, Na202, NaOH ve en çok tercihen NaN02'nin sodyum metali ile reaksiyonu yoluyla sentezlenir:

Na202 + 2Na = 2Na20

2NaOH + 2Na = 2Na2O + H2

2NaNO2 + 6Na = 4Na20 + N2

Son reaksiyonda sodyum, sodyum azit NaN3 ile değiştirilebilir:

5NaN3 + NaNO2 = 3Na2O + 8N2

Sodyum oksidi susuz benzinde depolamak en iyisidir. Çeşitli sentezler için reaktif görevi görür.

Sodyum peroksit Soluk sarı bir toz formundaki Na202, sodyumun oksidasyonu ile oluşur. Bu durumda, sınırlı kuru oksijen (hava) tedariki koşulları altında, önce Na20 oksit oluşur ve daha sonra Na202 peroksite dönüşür. Oksijen yokluğunda sodyum peroksit termal olarak ~675°C'ye kadar stabildir.

Sodyum peroksit endüstride lifler, kağıt hamuru, yün vb. için ağartma maddesi olarak yaygın şekilde kullanılmaktadır. Güçlü bir oksitleyici maddedir: Alüminyum tozu veya odun kömürü ile karıştırıldığında patlar, kükürt ile reaksiyona girer (ve ısınır) ve birçok organik sıvıyı tutuşturur. Sodyum peroksit karbon monoksit ile reaksiyona girerek karbonat oluşturur. Sodyum peroksitin karbondioksitle reaksiyonu oksijen açığa çıkarır:

2Na202 + 2CO2 = 2Na2C03 + O2

Bu reaksiyonun denizaltılar ve itfaiyeciler için solunum cihazlarında önemli pratik uygulamaları vardır.

Sodyum süperoksit NaO 2, sodyum peroksitin 10-15 MPa oksijen basıncı altında 200-450° C'de yavaşça ısıtılmasıyla elde edilir. NaO2 oluşumunun kanıtı ilk olarak oksijenin sıvı amonyak içinde çözünmüş sodyum ile reaksiyonunda elde edildi.

Suyun sodyum süperoksit üzerindeki etkisi soğukta bile oksijenin salınmasına yol açar:

2NaO2 + H20 = NaOH + NaHO2 + O2

Sıcaklık arttıkça açığa çıkan oksijen miktarı artar ve sonuçta ortaya çıkan sodyum hidroperoksit ayrışır:

4NaO2 + 2H20 = 4NaOH + 3O2

Sodyum süperoksit, kapalı alanlarda hava rejenerasyonuna yönelik sistemlerin bir bileşenidir.

Sodyum ozonit NaO3, ozonun düşük sıcaklıkta susuz sodyum hidroksit tozu üzerindeki etkisi ve ardından kırmızı NaO3'ün sıvı amonyakla ekstraksiyonuyla oluşturulur.

Sodyum hidroksit NaOH'a genellikle kostik soda veya kostik soda denir. Bu güçlü bir bazdır ve tipik alkali olarak sınıflandırılır. Sodyum hidroksitin sulu çözeltilerinden çok sayıda NaOH hidrat elde edilmiştir. N H 2 O, burada N= 1, 2, 2,5, 3,5, 4, 5,25 ve 7.

Sodyum hidroksit çok agresiftir. İçerdikleri silikon dioksit ile etkileşime girerek cam ve porseleni yok eder:

2NaOH + Si02 = Na2Si03 + H20

"Kostik soda" adı, sodyum hidroksitin canlı doku üzerindeki aşındırıcı etkisini yansıtmaktadır. Bu maddenin göze kaçması özellikle tehlikelidir.

Orleans Dükü'nün doktoru Nicolas Leblanc (1742-1806), 1787'de NaCl'den sodyum hidroksit üretmek için uygun bir işlem geliştirdi (patent 1791). Bu ilk büyük ölçekli endüstriyel kimyasal süreç, 19. yüzyılda Avrupa'da büyük bir teknolojik başarıydı. Leblanc prosesinin yerini daha sonra elektrolitik proses aldı. 1874 yılında dünya sodyum hidroksit üretimi 525 bin ton olarak gerçekleşti, bunun 495 bin tonu Leblanc yöntemiyle elde edildi; 1902 yılına gelindiğinde sodyum hidroksit üretimi 1800 bin tona ulaştı ancak Leblanc yöntemiyle yalnızca 150 bin ton elde edildi.

Günümüzde sodyum hidroksit endüstrideki en önemli alkalidir. Yalnızca ABD'de yıllık üretim 10 milyon tonu aşıyor. Büyük miktarlarda tuzlu suların elektrolizi ile elde ediliyor. Bir sodyum klorür çözeltisi elektrolize edildiğinde sodyum hidroksit oluşur ve klor açığa çıkar:

katot (demir) 2H 2 O + 2 e– = H2 + 2OH –

anot (grafit) 2Cl – – 2 e– = Cl2

Elektrolize, büyük buharlaştırıcılarda alkali konsantrasyonu eşlik eder. Dünyanın en büyüğü (PPG Inductries Lake Charles fabrikasında) 41 m yüksekliğe ve 12 m çapa sahiptir. Üretilen sodyum hidroksitin yaklaşık yarısı doğrudan kimya endüstrisinde çeşitli organik ve inorganik maddeler üretmek için kullanılır: fenol. , resorsinol, b-naftol, sodyum tuzları (hipoklorit, fosfat, sülfit, alüminatlar). Ayrıca sodyum hidroksit, kağıt ve kağıt hamuru, sabun ve deterjanlar, yağlar, tekstillerin işlenmesinde de kullanılır. boksit Sodyum hidroksitin önemli bir uygulama alanı asitlerin nötrleştirilmesidir.

Sodyum klorit NaCl sofra tuzu ve kaya tuzu olarak bilinir. Renksiz, hafif higroskopik kübik kristaller oluşturur. Sodyum klorür 801°C'de erir, 1413°C'de kaynar. Sudaki çözünürlüğü sıcaklığa çok az bağlıdır: 35,87 g NaCl, 20°C'de 100 g suda ve 80°C'de 38,12 g suda çözünür.

Sodyum klorür gerekli ve vazgeçilmez bir gıda baharatıdır. Uzak geçmişte tuzun fiyatı altınla eşitti. Antik Roma'da lejyonerlere genellikle parayla değil tuzla ödeme yapılırdı, dolayısıyla asker kelimesi de buradan gelir.

Kiev Rus'ta Karpat bölgesinden, tuz göllerinden ve Karadeniz ve Azak Denizlerindeki haliçlerden tuz kullandılar. O kadar pahalıydı ki, tören ziyafetlerinde soylu misafirlerin sofralarında servis edilirken, diğerleri "höpürdeterek" uzaklaşıyorlardı.

Astrahan bölgesinin Moskova devletine ilhak edilmesinden sonra Hazar gölleri önemli tuz kaynakları haline geldi ve hala yeterli miktarda tuz yoktu, pahalıydı, bu nedenle nüfusun en fakir kesimleri arasında hoşnutsuzluk vardı ve bu da bir krize dönüştü. Tuz İsyanı olarak bilinen ayaklanma (1648)

1711'de Peter, tuz tekelini getiren bir kararname yayınladım. Tuz ticareti devletin münhasır hakkı haline geldi. Tuz tekeli yüz elli yıldan fazla sürdü ve 1862'de kaldırıldı.

Günümüzde sodyum klorür ucuz bir üründür. Kömür, kireçtaşı ve kükürt ile birlikte kimya endüstrisi için en önemli olan ve “dört büyük” olarak adlandırılan mineral hammaddelerden biridir.

Sodyum klorürün çoğu Avrupa'da (%39), Kuzey Amerika'da (%34) ve Asya'da (%20) üretilirken, Güney Amerika ve Okyanusya'nın her biri yalnızca %3 ve Afrika'da %1'dir. Kaya tuzu, %90'dan fazla NaCl içeren geniş yer altı birikintileri (genellikle yüzlerce metre kalınlığında) oluşturur. Tipik bir Cheshire tuz yatağı (İngiltere'deki sodyum klorürün ana kaynağı) 60 × 24 km2'lik bir alanı kaplar ve yaklaşık 400 m kalınlığında bir tuz yatağına sahiptir. Tek başına bu yatağın değerinin 10 11 tondan fazla olduğu tahmin edilmektedir. .

21. yüzyılın başlarında dünya tuz üretimi. 200 milyon tona ulaştı ve bunun %60'ı kimya endüstrisi (klor ve sodyum hidroksit ile kağıt hamuru, tekstil, metal, kauçuk ve yağ üretimi için), %30'u gıda endüstrisi, %10'u gıda endüstrisi tarafından tüketiliyor. diğer faaliyet alanları. Sodyum klorür, örneğin ucuz bir buz çözücü madde olarak kullanılır.

Sodyum karbonat Na2C03 genellikle soda külü veya basitçe soda olarak adlandırılır. Doğada öğütülmüş tuzlu su, göllerdeki tuzlu su ve natron Na 2 CO 3 ·10H 2 O, termonatrit Na 2 CO 3 · H 2 O, trona Na 2 CO 3 ·NaHCO 3 ·2H 2 O mineralleri şeklinde bulunur. Sodyum formları ve diğer çeşitli hidratlı karbonatlar, bikarbonatlar, karışık ve çift karbonatlar, örneğin Na2C037H20, Na2C033NaHC03, aKCO3. N H 2 O, K 2 C03 NaHC03 2H 2 O.

Endüstriyel olarak elde edilen alkali elementlerin tuzları arasında sodyum karbonat en büyük öneme sahiptir. Çoğu zaman, üretimi için Belçikalı kimyager-teknoloji uzmanı Ernst Solvay tarafından 1863'te geliştirilen yöntem kullanılıyor.

Konsantre sulu bir sodyum klorür ve amonyak çözeltisi, hafif basınç altında karbondioksit ile doyurulur. Bu durumda, nispeten az çözünür bir sodyum bikarbonat çökeltisi oluşur (NaHC03'ün çözünürlüğü, 20 ° C'de 100 g su başına 9,6 g'dır):

NaCl + NH3 + H2O + CO2 = NaHCO3Ї + NH4Cl

Soda elde etmek için sodyum bikarbonat kalsine edilir:

Açığa çıkan karbondioksit ilk işleme geri döndürülür. Kalsiyum karbonatın (kireç taşı) kalsine edilmesiyle ilave karbondioksit elde edilir:

Bu reaksiyonun ikinci ürünü olan kalsiyum oksit (kireç), amonyum klorürden amonyağı yeniden oluşturmak için kullanılır:

Dolayısıyla Solvay yöntemi kullanılarak soda üretiminin tek yan ürünü kalsiyum klorürdür.

Genel süreç denklemi:

2NaCl + CaC03 = Na2C03 + CaCl2

Açıkçası, normal koşullar altında sulu bir çözeltide ters reaksiyon meydana gelir, çünkü bu sistemdeki denge, kalsiyum karbonatın çözünmemesi nedeniyle tamamen sağdan sola kayar.

Doğal hammaddelerden (doğal soda külü) elde edilen soda külü, amonyak yöntemiyle üretilen sodaya (klorür içeriği %0,2'den az) göre daha kalitelidir. Ayrıca, spesifik sermaye yatırımları ve doğal hammaddelerden elde edilen sodanın maliyeti, sentetik olarak elde edilenlere göre %40-45 daha düşüktür. Dünyadaki soda üretiminin yaklaşık üçte biri artık doğal yataklardan geliyor.

1999 yılında dünya Na 2 CO 3 üretimi aşağıdaki şekilde dağıtılmıştır:

Dünyanın en büyük doğal soda külü üreticisi, keşfedilen en büyük trona rezervlerinin ve soda göllerinin tuzlu sularının yoğunlaştığı ABD'dir. Wyoming'deki yatak 3 m kalınlığında bir katman ve 2300 km2'lik bir alan oluşturuyor. Rezervleri 10 10 tonu aşıyor. ABD'de soda sektörü doğal hammaddelere odaklanıyor; son soda sentez tesisi 1985 yılında kapatıldı. Amerika Birleşik Devletleri'nde soda külü üretimi son yıllarda 10,3-10,7 milyon tonlarda sabitlendi.

Amerika Birleşik Devletleri'nin aksine, dünyadaki çoğu ülke neredeyse tamamen sentetik soda külü üretimine bağımlıdır. Çin, soda külü üretiminde ABD'den sonra dünyada ikinci sırada yer alıyor. Bu kimyasalın Çin'deki üretimi 1999 yılında yaklaşık 7,2 milyon tona ulaşırken, aynı yıl Rusya'da soda külü üretimi yaklaşık 1,9 milyon ton olarak gerçekleşti.

Çoğu durumda, sodyum karbonat, sodyum hidroksit ile değiştirilebilir (örneğin, kağıt hamuru, sabun, temizlik ürünleri üretiminde). Sodyum karbonatın yaklaşık yarısı cam endüstrisinde kullanılmaktadır. Büyüyen uygulamalardan biri, enerji üretim tesislerinden ve büyük fırınlardan kaynaklanan gaz emisyonlarından kükürt kirletici maddelerin uzaklaştırılmasıdır. Yakıta, filtrelenebilen veya çökeltilebilen katı ürünler, özellikle sodyum sülfit oluşturmak üzere kükürt dioksit ile reaksiyona giren sodyum karbonat tozu eklenir.

Sodyum karbonat daha önce yaygın olarak "çamaşır sodası" olarak kullanılıyordu ancak artık diğer ev deterjanlarının kullanılması nedeniyle bu uygulama ortadan kalktı.

Sodyum bikarbonat NaHCO3 (kabartma tozu), esas olarak ekmek pişirmede, şekerleme yapımında, gazlı içecekler ve yapay maden suları üretiminde karbondioksit kaynağı olarak, yangın söndürme bileşiklerinin bir bileşeni olarak ve ilaç olarak kullanılır. Bunun nedeni 50-100°C'de ayrışmasının kolaylığıdır.

Sodyum sülfat Na2S04 doğada susuz formda (tenardit) ve dekahidrat formunda (mirabilit, Glauber tuzu) bulunur. Astrakonit Na 2 Mg(S04) 2 4H 2 O, vantoffit Na 2 Mg(S04) 2, glauberit Na 2 Ca(S04) 2'nin bir parçasıdır. En büyük sodyum sülfat rezervleri BDT ülkelerinin yanı sıra ABD, Şili ve İspanya'dadır. Doğal birikintilerden veya tuz göllerinin tuzlu sularından izole edilen Mirabilit, 100 ° C'de dehidre edilir. Sodyum sülfat aynı zamanda sülfürik asit kullanılarak hidrojen klorür üretiminin bir yan ürünü olduğu kadar, kullanılan yüzlerce endüstriyel prosesin son ürünüdür. Sülfürik asidin sodyum hidroksit ile nötrleştirilmesi.

Sodyum sülfat üretimine ilişkin veriler yayınlanmadı ancak doğal hammaddenin küresel üretiminin yılda yaklaşık 4 milyon ton olduğu tahmin ediliyor. Yan ürün olarak sodyum sülfatın geri kazanımının küresel olarak 1,5-2,0 milyon ton olduğu tahmin edilmektedir.

Uzun süre sodyum sülfat çok az kullanıldı. Şimdi bu madde kağıt endüstrisinin temelidir, çünkü Na2S04, kahverengi ambalaj kağıdı ve oluklu mukavvanın hazırlanmasında kraft kağıt hamuru üretiminde ana reaktiftir. Tahta talaşı veya talaş, sıcak alkalin sodyum sülfat çözeltisinde işlenir. Lignini (ahşabın lifleri bir arada tutan bileşeni) çözer ve daha sonra kağıt yapım makinelerine gönderilen selüloz liflerini serbest bırakır. Geriye kalan çözelti, tesise buhar ve buharlaşma için ısı sağlayacak şekilde yanabilecek duruma gelene kadar buharlaştırılır. Erimiş sodyum sülfat ve hidroksit aleve dayanıklıdır ve yeniden kullanılabilir.

Cam ve deterjan üretiminde daha küçük bir miktar sodyum sülfat kullanılır. Na2S04 ·10H20'nun (Glauber tuzu) hidratlanmış formu bir müshildir. Artık eskisine göre daha az kullanılıyor.

Sodyum nitrat NaNO 3'e sodyum veya Şili nitrat denir. Şili'de bulunan büyük sodyum nitrat yatakları, organik kalıntıların biyokimyasal ayrışmasıyla oluşmuş gibi görünüyor. Başlangıçta açığa çıkan amonyak muhtemelen nitro ve nitrik asitlere oksitlendi ve bunlar daha sonra çözünmüş sodyum klorürle reaksiyona girdi.

Sodyum nitrat, nitröz gazların (bir nitrojen oksit karışımı) bir sodyum karbonat veya hidroksit çözeltisi ile emilmesiyle veya kalsiyum nitratın sodyum sülfatla değişim etkileşimi yoluyla elde edilir.

Gübre olarak sodyum nitrat kullanılır. Sıvı tuz soğutucularının, metal işleme endüstrisindeki söndürme banyolarının ve ısı depolama bileşimlerinin bir bileşenidir. %40 NaNO2, %7 NaNO3 ve %53 KNO3'ten oluşan üçlü bir karışım, erime noktasından (142° C) ~600° C'ye kadar kullanılabilir. Sodyum nitrat, patlayıcılarda, roket yakıtlarında, oksitleyici bir madde olarak kullanılır. ve piroteknik bileşimler. Gıda koruyucu görevi gören nitrit dahil cam ve sodyum tuzlarının üretiminde kullanılır.

Sodyum nitrat NaNO 2, sodyum nitratın termal ayrışması veya indirgenmesi yoluyla elde edilebilir:

NaNO3 + Pb = NaNO2 + PbO

Sodyum nitritin endüstriyel üretimi için nitrojen oksitler, sulu bir sodyum karbonat çözeltisi tarafından emilir.

Sodyum nitrit NaNO 2, ısı ileten eriyikler olarak nitratlarla birlikte kullanılmasının yanı sıra, korozyonun önlenmesi ve etin korunması amacıyla azo boyaların üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Elena Savinkina

Sodyum —eleman birinci grubun ana alt grubu, atom numarası 11 olan D.I. Mendeleev'in kimyasal elementlerinin periyodik sisteminin üçüncü periyodu. Na (lat. Natrium) sembolü ile gösterilir. Basit madde sodyum (CAS numarası: 7440-23-5), gümüşi beyaz renkte yumuşak bir alkali metaldir.

Suda sodyum, lityum ile hemen hemen aynı şekilde davranır: reaksiyon, hidrojenin hızlı salınımıyla ilerler ve çözeltide sodyum hidroksit oluşur.

İsmin tarihi ve kökeni

Sodyum (veya daha doğrusu bileşikleri) eski çağlardan beri kullanılmaktadır. Örneğin Mısır'daki soda göllerinin sularında doğal olarak bulunan soda (natron). Eski Mısırlılar, tuvalleri mumyalamak, ağartmak, yemek pişirmek, boya ve cila yapmak için doğal soda kullanıyorlardı. Yaşlı Pliny, Nil Deltası'nda sodanın (yeterli oranda safsızlık içeriyordu) nehir suyundan izole edildiğini yazıyor. Kömür karışımından dolayı gri ve hatta siyah renkli, büyük parçalar halinde satışa sunuldu.

Sodyum ilk kez 1807 yılında İngiliz kimyager Humphry Davy tarafından katı NaOH'ın elektrolizi ile elde edildi.

"Sodyum" ismi Arapça'dan gelmektedir. doğal Yunanca'da - nitron ve başlangıçta doğal sodaya atıfta bulunuyordu. Elementin kendisi daha önce Sodyum olarak adlandırılıyordu.

Fiş

Sodyum üretmenin ilk yolu indirgeme reaksiyonuydu sodyum karbonat Bu maddelerin yakın bir karışımını demir bir kapta 1000°C'ye ısıtırken kömür:

Na2C03 +2C=2Na+3CO

Daha sonra başka bir sodyum üretme yöntemi ortaya çıktı - erimiş sodyum hidroksitin veya sodyum klorürün elektrolizi.

Fiziki ozellikleri

Gazyağı içinde depolanan metalik sodyum

“Sodyum D-çizgisi”nin emisyon spektrumunun alev - parlak sarı rengini, ikili 588.9950 ve 589.5924 nm'yi kullanarak sodyumun kalitatif tespiti.

Sodyum gümüşi beyaz bir metaldir, menekşe renginde ince katmanlar halinde, plastik, hatta yumuşak (bıçakla kolayca kesilebilir), taze kesilmiş sodyum parlaktır. Sodyumun elektriksel ve termal iletkenlik değerleri oldukça yüksek, yoğunluğu 0,96842 g/cm³ (19,7°C'de), erime noktası 97,86°C, kaynama noktası 883,15°C'dir.

Kimyasal özellikler

Havada kolayca oksitlenen bir alkali metal. Atmosferdeki oksijene karşı koruma sağlamak için metalik sodyum bir tabakanın altında depolanır. gazyağı. Sodyum daha az aktiftir lityum, dolayısıyla azot yalnızca ısıtıldığında tepki verir:

2Na + 3N2 = 2NaN3

Çok fazla oksijen olduğunda sodyum peroksit oluşur

2Na + O2 = Na202

Başvuru

Metalik sodyum, metalurji de dahil olmak üzere preparatif kimyada ve endüstride güçlü bir indirgeyici madde olarak yaygın olarak kullanılmaktadır. Sodyum, yüksek enerji yoğunluğuna sahip sodyum-kükürt pillerin üretiminde kullanılır. Ayrıca kamyon egzoz valflerinde soğutucu olarak da kullanılır. Bazen çok yüksek akımları taşıması amaçlanan elektrik kablolarının malzemesi olarak sodyum metali kullanılır.

Potasyumlu bir alaşımın yanı sıra rubidyum ve sezyum Yüksek verimli bir soğutucu olarak kullanılır. Özellikle alaşım bileşimi %12 sodyumdur, potasyum 47 %, sezyum%41'in -78 °C gibi rekor düşük bir erime noktası vardır ve iyon roket motorları için çalışma sıvısı ve nükleer enerji santralleri için soğutucu olarak önerilmiştir.

Sodyum ayrıca yüksek ve düşük basınçlı deşarj lambalarında (HPLD ve LPLD) kullanılır. DNaT (Arc Sodium Tubular) tipi NLVD lambalar sokak aydınlatmasında çok yaygın olarak kullanılmaktadır. Parlak sarı bir ışık yayarlar. HPS lambaların kullanım ömrü 12-24 bin saattir. Bu nedenle HPS tipi gaz deşarjlı lambalar kentsel, mimari ve endüstriyel aydınlatmanın vazgeçilmezidir. Ayrıca DNaS, DNaMT (Ark Sodyum Mat), DNaZ (Ark Sodyum Ayna) ve DNaTBR (Cıvasız Ark Sodyum Borulu) lambalar da vardır.

Organik maddenin kalitatif analizinde sodyum metali kullanılır. Sodyum ve test maddesinin alaşımı nötralize edilir etanol, birkaç mililitre damıtılmış su ekleyin ve 3 parçaya bölün, J. Lassaigne testi (1843), nitrojen, kükürt ve halojenleri belirlemeyi amaçlamaktadır (Beilstein testi)

— Sodyum klorür (sofra tuzu) kullanılan en eski tatlandırıcı ve koruyucudur.
— Sodyum azit (Na 3 N), metalurjide ve kurşun azit üretiminde nitrürleme maddesi olarak kullanılır.
— Sodyum siyanür (NaCN), hidrometalurjik yöntemle altının kayalardan ayrıştırılmasında, ayrıca çeliğin nitrokarbürizasyonunda ve elektrokaplamada (gümüşleme, yaldızlama) kullanılır.
— Sodyum klorat (NaClO 3), demiryolu raylarındaki istenmeyen bitki örtüsünü yok etmek için kullanılır.

Biyolojik rol

Vücutta sodyum çoğunlukla hücrelerin dışında bulunur (sitoplazmadakinden yaklaşık 15 kat daha fazla). Bu fark, hücre içinde sıkışan sodyumu dışarı pompalayan sodyum-potasyum pompası tarafından korunur.

Birliktepotasyumsodyum aşağıdaki işlevleri yerine getirir:
Membran potansiyeli ve kas kasılmalarının oluşması için koşullar yaratmak.
Kan ozmotik konsantrasyonunun korunması.
Asit-baz dengesinin korunması.
Su dengesinin normalleştirilmesi.
Membran taşınmasının sağlanması.
Birçok enzimin aktivasyonu.

Sodyum neredeyse tüm gıdalarda bulunur, ancak vücut sodyumun çoğunu sofra tuzundan alır. Emilim esas olarak mide ve ince bağırsakta meydana gelir. D vitamini sodyumun emilimini artırır, ancak aşırı tuzlu gıdalar ve protein açısından zengin gıdalar normal emilimi engeller. Yiyeceklerden alınan sodyum miktarı idrardaki sodyum içeriğini gösterir. Sodyum açısından zengin gıdalar, hızlandırılmış atılımla karakterize edilir.

Diyet yapanlarda sodyum eksikliği dengeli gıda insanlarda görülmez ancak vejetaryen beslenmede bazı sorunlar ortaya çıkabilir. Geçici eksikliğin nedeni idrar söktürücü kullanımı, ishal, aşırı terleme veya aşırı su alımı olabilir. Sodyum eksikliğinin belirtileri arasında kilo kaybı, kusma, gastrointestinal sistemde gaz ve emilim bozukluğu yer alır. Amino asitler ve monosakkaritler. Uzun süreli eksiklik kas kramplarına ve nevraljiye neden olur.

Aşırı sodyum, bacakların ve yüzün şişmesine ve ayrıca idrarla potasyum atılımının artmasına neden olur. Böbreklerin işleyebileceği maksimum tuz miktarı yaklaşık 20-30 gramdır; daha fazlası hayati tehlike oluşturur.

Sodyum bileşikleri

Sodyum, Natrium, Na (11)
Sodyum - sodyum, sodyum adı, Mısır'da, eski Yunanlılar (vixpov) ve Romalılar arasında yaygın olan eski bir kelimeden gelir. Pliny (Nitron) ve diğer eski yazarlarda bulunur ve İbranice neter'e karşılık gelir. Eski Mısır'da, natron veya nitron genellikle yalnızca doğal soda göllerinden değil aynı zamanda bitki külünden de elde edilen bir alkali olarak adlandırılıyordu. Yıkamak, sır yapmak ve cesetleri mumyalamak için kullanıldı. Orta Çağ'da nitron (nitron, natron, nataron) ve bor (baurach) adı güherçileye (Nitrum) de uygulandı. Arap simyacıları alkali alkali adını verdiler. Avrupa'da barutun keşfiyle birlikte güherçile (Sal Petrae), 17. yüzyılda alkalilerden kesin olarak ayrılmaya başlandı. uçucu olmayan veya sabit alkaliler ile uçucu alkali (uçucu alkali) arasında zaten ayrım yapılmıştır. Aynı zamanda bitkisel (Alkali fixum vegetabile - potas) ile mineral alkali (Alkali fixum minerale - soda) arasında da fark belirlendi.

18. yüzyılın sonunda. Klaproth, mineral alkali için Natron veya soda adını verdi ve bitkisel alkali için Kali adını verdi. Lavoisier, alkaliyi "Basit Cisimler Tablosu"na koymadı ve bir notunda bunların muhtemelen bir zamanlar karmaşık maddeler olduğunu belirtti. Bir gün çürüyecekler. Aslında, 1807'de Davy, hafifçe nemlendirilmiş katı alkalilerin elektrolizi yoluyla serbest metaller elde etti - potasyum ve sodyum, bunlara potasyum ve sodyum adını verdi. Ertesi yıl, ünlü Annals of Physics'in yayıncısı Gilbert, yeni metallere potasyum ve sodyum (Natronyum) adını vermeyi önerdi; Berzelius ikinci ismi “sodyum” (Natrium) olarak kısalttı. 19. yüzyılın başında. Rusya'da sodyuma soda adı verildi (Dvigubsky, 182i; Solovyov, 1824); Strakhov çim adını önerdi (1825). Sodyum tuzlarına örneğin soda sülfat, hidroklorik soda ve aynı zamanda asetik soda adı verildi (Dvigubsky, 1828). Hess, Berzelius örneğini takip ederek sodyum adını tanıttı.

Doğru, ampirik veya brüt formül: Hayır

Molekül ağırlığı: 22.99

Sodyum- birinci grubun bir elemanı (eski sınıflandırmaya göre - birinci grubun ana alt grubu), D.I. Mendeleev'in kimyasal elementlerinin periyodik sisteminin üçüncü periyodu, atom numarası 11. Na (lat. Sodyum). Basit madde sodyum (CAS numarası: 7440-23-5), gümüşi beyaz renkte yumuşak bir alkali metaldir.

İsmin tarihi ve kökeni

Sodyum (veya daha doğrusu bileşikleri) eski çağlardan beri bilinmekte ve kullanılmaktadır. İncil'de Yeremya peygamberin kitabında eski Yunanca sözcüğünden bahsedilmektedir. νίτρον - Septuagint'te ve kelime Lat'tır. nitroet - Vulgata'da (Yer. 2:22) bir maddenin adı olarak, yağla karıştırılarak deterjan görevi gören bir tür soda veya potastır. Tanah'ta, eski Yunancadaki kelime. νίτρον eski İbraniceye karşılık gelir. ברית‎ - “sabun” ve diğer İbranice. נתר‎ - “kostik soda (sabunlu sıvı).” Soda (natron), Mısır'daki soda göllerinin sularında doğal olarak bulunur. Eski Mısırlılar, tuvalleri mumyalamak, ağartmak, yemek pişirmek, boya ve cila yapmak için doğal soda kullanıyorlardı. Yaşlı Pliny, Nil Deltası'nda sodanın (yeterli oranda safsızlık içeriyordu) nehir suyundan izole edildiğini yazıyor. Kömür karışımından dolayı gri ve hatta siyah renkli, büyük parçalar halinde satışa sunuldu.
"Sodyum" adı, Orta Mısır dilinden (nṯr) ödünç alınan Latince natrium kelimesinden (karş. eski Yunanca νίτρον) gelir ve burada diğer şeylerin yanı sıra "soda", "kostik soda" anlamına da gelir.
“Na” kısaltması ve natrium kelimesi ilk kez İsveç Hekimler Cemiyeti kurucusu akademisyen Jöns Jakob Berzelius (1779-1848) tarafından sodayı da içeren doğal mineralleri ifade etmek için kullanılmıştır. Daha önce (ve hala İngilizce, Fransızca ve diğer bazı dillerde), elemente sodyum (Latince sodyum) adı veriliyordu - bu sodyum adı muhtemelen soda kullanıldığı için Arapça "baş ağrısı" anlamına gelen suda kelimesine geri dönüyor. o zamanlar baş ağrısı ilacı olarak.
Sodyum ilk olarak İngiliz kimyager Humphry Davy tarafından elde edildi ve bunu 19 Kasım 1807'de Baker'ın dersinde bildirdi (dersin taslağında Davy, potasyumu 6 Ekim 1807'de ve sodyumu potasyumdan birkaç gün sonra keşfettiğini belirtti). erimiş sodyum hidroksitin elektrolizi ile.

Doğada olmak

Yer kabuğundaki Clarke sodyum miktarı 25 kg/t'tur. Deniz suyunun bileşik formundaki içeriği 10,5 g/l'dir. Sodyum metali, kaya tuzunu maviye boyayan bir yabancı madde olarak oluşur. Tuz bu rengi radyasyonun etkisi altında alır.

Fiş

Sodyum üretmenin ilk endüstriyel yöntemi, sodyum karbonatın kömürle indirgenmesi reaksiyonuydu ve bu maddelerin yakın bir karışımını demir bir kapta 1000 °C'ye kadar ısıtıyordu (Deville yöntemi):
Na2C03 +2C → 2Na+3CO.
Kömür yerine kalsiyum karbür, alüminyum, silikon, ferrosilikon ve silikoalüminyum kullanılabilir.
Elektrik gücünün ortaya çıkmasıyla birlikte, sodyum üretmenin başka bir yöntemi daha pratik hale geldi: erimiş kostik soda veya sodyum klorürün elektrolizi. Şu anda elektroliz, sodyum üretmenin ana yöntemidir.
Sodyum ayrıca zirkonyum termal yöntemiyle veya sodyum azidin termal ayrıştırılmasıyla da elde edilebilir.

Fiziki ozellikleri

Sodyum gümüşi beyaz bir metaldir, menekşe renginde ince katmanlar halinde, plastik, hatta yumuşak (bıçakla kolayca kesilebilir), taze kesilmiş sodyum parlaktır. Sodyumun elektriksel ve termal iletkenlikleri oldukça yüksektir, yoğunluğu 0,96842 g/cm³ (19,7 °C'de), erime noktası 97,86 °C, kaynama noktası 883,15 °C'dir.
Basınç altında yakut gibi şeffaf ve kırmızı olur.
Oda sıcaklığında sodyum kübik sistemde kristaller oluşturur, uzay grubu I m3m, hücre parametreleri a = 0,42820 nm, Z = 2.
−268 °C (5 K) sıcaklıkta, sodyum altıgen faza girer, uzay grubu P 63/mmc, hücre parametreleri a = 0,3767 nm, c = 0,6154 nm, Z = 2.

Kimyasal özellikler

Bir alkali metal havada kolayca sodyum okside oksitlenir. Atmosferdeki oksijene karşı koruma sağlamak için sodyum metali bir gazyağı tabakası altında depolanır.
4Na+O2 → 2Na2O
Havada veya oksijende yakıldığında sodyum peroksit oluşur:
2Na+O2 → Na202
Ayrıca sodyum ozonit NaO3 vardır.
Sodyum suyla çok şiddetli reaksiyona girer; suya konulan bir parça sodyum, oluşan ısı nedeniyle yukarı doğru yüzer, erir, suyun yüzeyinde farklı yönlerde hızla hareket eden beyaz bir top haline gelir; tutuşabilen hidrojen. Reaksiyon denklemi:
2Na+2H20 → 2NaOH +H2
Tüm alkali metaller gibi, sodyum da güçlü bir indirgeyici maddedir ve birçok metal olmayan maddeyle (nitrojen, iyot, karbon, soy gazlar hariç) güçlü bir şekilde reaksiyona girer:
2Na+Cl 2 → 2NaCl
2Na+H 2 → 2NaH
Sodyum lityumdan daha aktiftir. Kızdırma deşarjında ​​nitrojenle son derece zayıf reaksiyona girerek çok kararsız bir madde oluşturur - sodyum nitrür (kolayca oluşan lityum nitrürün aksine):
6Na+N 2 → 2Na3N
Sıradan metal gibi seyreltilmiş metallerle etkileşime girer:
2Na+2HCl → 2NaCl+H2
Konsantre oksitleyici asitlerle indirgeme ürünleri açığa çıkar:
8Na+10HNO3 → 8NaNO3 +NH4 NO3 +3H2O
Sıvı amonyakta çözünerek mavi bir çözelti oluşturur:
Na+4NH3 → Na(NH3) 4
Isıtıldığında amonyak gazıyla reaksiyona girer:
2Na+2NH3 → 2NaNH2 +H2
Cıva ile saf metal yerine daha yumuşak bir indirgeyici madde olarak kullanılan sodyum amalgamı oluşturur. Potasyumla birleştirildiğinde sıvı bir alaşım üretir.
Fazla metal içeren alkil halojenürler, genellikle havada kendiliğinden tutuşan ve suyla patlayan oldukça reaktif bileşikler olan organosodyum bileşikleri üretebilir. Metal eksikliği olduğunda Wurtz reaksiyonu meydana gelir.
Organik çözücülerin varlığında taç eterlerde çözünür ve bir elektrit veya alkalid verir (ikincisinde sodyumun alışılmadık bir oksidasyon durumu -1 vardır).

Başvuru

Sodyum metali, metalurji de dahil olmak üzere preparatif kimya ve endüstride güçlü bir indirgeyici madde olarak yaygın şekilde kullanılmaktadır. Eter gibi organik solventlerin kurutulmasında kullanılır. Sodyum, yüksek enerji yoğunluğuna sahip sodyum-kükürt pillerin üretiminde kullanılır. Ayrıca kamyon motorlarının egzoz valflerinde sıvı soğutucu olarak kullanılır. Bazen çok yüksek akımları taşıması amaçlanan elektrik kablolarının malzemesi olarak sodyum metali kullanılır.
Potasyumun yanı sıra rubidyum ve sezyum içeren bir alaşımda yüksek verimli bir soğutucu olarak kullanılır. Özellikle, %12 sodyum, %47 potasyum, %41 sezyum bileşiminden oluşan alaşım -78 °C gibi rekor derecede düşük bir erime noktasına sahiptir ve iyon roket motorları için çalışma sıvısı ve nükleer enerji santralleri için soğutucu olarak önerilmiştir.
Hızlı nötron nükleer reaktörleri BN-600 ve BN-800'deki sıvı metal soğutucu.
Sodyum ayrıca yüksek ve düşük basınçlı deşarj lambalarında (HPLD ve LPLD) kullanılır. DNaT (Arc Sodium Tubular) tipi NLVD lambalar sokak aydınlatmasında çok yaygın olarak kullanılmaktadır. Parlak sarı bir ışık yayarlar. HPS lambaların kullanım ömrü 12-24 bin saattir. Bu nedenle HPS tipi gaz deşarjlı lambalar kentsel, mimari ve endüstriyel aydınlatmanın vazgeçilmezidir. Ayrıca DNaS, DNaMT (Ark Sodyum Mat), DNaZ (Ark Sodyum Ayna) ve DNaTBR (Cıvasız Ark Sodyum Borulu) lambalar da vardır.
Kalitatif analizde sodyum metali kullanılır. Sodyum ve test maddesinden oluşan alaşım etanol ile nötrleştirilir, birkaç mililitre damıtılmış su eklenir ve 3 parçaya bölünür; J. Lassaigne testi (1843) nitrojen, kükürt ve halojenleri (Beilstein testi) belirlemeyi amaçlamaktadır.
Sodyum klorür (sofra tuzu) en eski kullanılan tatlandırıcı ve koruyucudur.
Sodyum azit (NaN3), metalurjide ve kurşun azit üretiminde nitrürleme maddesi olarak kullanılır.
Sodyum siyanür (NaCN), hidrometalurjik yöntemle altının kayalardan ayrıştırılmasında, ayrıca çeliğin nitrokarbürizasyonunda ve elektrokaplamada (gümüşleme, yaldızlama) kullanılır.
Sodyum klorat (NaClO 3), demiryolu raylarındaki istenmeyen bitki örtüsünü yok etmek için kullanılır.

Sodyum izotopları

Şu anda (2012) kütle numaraları 18'den 37'ye kadar olan 20 izotop ve sodyumun 2 nükleer izomeri bilinmektedir. Tek kararlı izotop 23Na'dır. Çoğu izotopun yarı ömrü bir dakikadan kısadır; yalnızca 2 radyoaktif izotopun (22Na ve 24Na) yarı ömrü daha uzundur. 22Na, 2.6027 yıllık yarılanma ömrüyle pozitron bozunmasına uğrar ve pozitron kaynağı olarak ve bilimsel araştırmalarda kullanılır. 15 saatlik β− bozunma yarı ömrüne sahip 24Na, tıpta bazı lösemi türlerinin tanı ve tedavisinde kullanılır.

Biyolojik rol

Sodyum tüm canlı organizmaların bir parçasıdır. Yüksek organizmalarda sodyum çoğunlukla hücrelerin hücreler arası sıvısında bulunur (hücrenin sitoplazmasındakinden yaklaşık 15 kat daha fazla). Konsantrasyon farkı, hücre zarına yerleştirilmiş sodyum-potasyum pompasını korur ve sodyum iyonlarını sitoplazmadan hücreler arası sıvıya pompalar.
Potasyum ile birlikte sodyum aşağıdaki işlevleri yerine getirir:

• Membran potansiyeli ve kas kasılmalarının oluşması için koşullar yaratmak.
• Kan ozmotik konsantrasyonunun korunması.
• Asit-baz dengesinin korunması.
• Su dengesinin normalleştirilmesi.
• Membran taşınmasının sağlanması.
• Birçok enzimin aktivasyonu.

İhtiyati önlemler

Laboratuvarlarda az miktarda sodyum (yaklaşık 1 kg'a kadar) kapalı cam kavanozlarda bir gazyağı tabakası altında depolanır, böylece gazyağı tüm metali kaplar. Sodyum kavanozu metal yanmaz bir dolapta (kasa) saklanmalıdır. Sodyum cımbız veya maşa ile alınır, neşterle kesilir (sodyum plastiktir ve bıçakla kolayca kesilir) kuru bir yüzeyde (masa üzerinde değil, cam bir kapta), gerekli miktar ve geri kalanı hemen geri verilir. kavanoz bir gazyağı tabakasının altına yerleştirilir ve kesilen parça ya gazyağı içine yerleştirilir ya da hemen reaksiyona sokulur. Sodyumla çalışmaya başlamadan önce güvenlik eğitiminden geçmelisiniz; Sodyumla ilk kez çalışmaya başlayacak kişilerin, bu işi bu konuda tecrübeli çalışanların gözetiminde yapmaları gerekmektedir. Tipik olarak laboratuvar koşullarında, reaksiyonlar için birkaç on gramı aşmayan miktarlarda sodyum kullanılır. Örneğin okul kimya derslerinde gösteri deneyleri için bir gramdan fazla sodyum almamalısınız. Metalik sodyum ile çalıştıktan sonra tüm kaplar ve sodyum kalıntıları seyreltilmemiş alkolle dökülür ve elde edilen çözelti zayıf bir asit çözeltisiyle nötrleştirilir. Çöp kutusundaki sodyum yangına neden olabileceğinden ve kanalizasyon drenajında ​​borunun patlamasına neden olabileceğinden, tüm sodyum kalıntılarının ve artıkların atılmadan önce tamamen nötralize edildiğinden emin olmak için özel dikkat gösterilmelidir. Sodyumla ve genel olarak alkaliler ve alkali metallerle yapılan tüm çalışmalar gözlük veya koruyucu maske takılarak yapılmalıdır. Sodyumun evde saklanması veya onunla herhangi bir deney yapılması önerilmez.
Sodyum metalinin su ve birçok organik bileşikle teması halinde tutuşması ve hatta patlaması ciddi yaralanmalara ve yanıklara neden olabilir. Çıplak elle bir parça sodyum metali almaya çalışmak, ciltteki nem nedeniyle parçanın tutuşmasına (bazen patlamasına) neden olabilir, bu da ciddi sodyum yanıklarına ve bunun sonucunda yanıklara neden olabilir. Sodyumun yanması, aşındırıcı olan bir sodyum oksit, peroksit ve hidroksit aerosolü oluşturur. Sodyumun bazı reaksiyonları çok şiddetli gerçekleşir (örneğin kükürt, brom ile).