Natrij

Kemijski element natrij nosi u periodnom sustavu elemenata simbol Na, atomski (redni) broj mu je 11, a atomska masa mu iznosi 22,98976928(2). Sodik je stari hrvatski naziv za natrij.

Sadržaj

1 Svojstva i rasprostranjenost
2 Neka fizikalna i kemijska svojstva
3 Dobivanje
4 Spojevi i uporaba
- 4.1 Natrijev klorid (NaCl, kuhinjska sol)
5 OPREZ !!!
6 Izvor

Svojstva i rasprostranjenost[uredi]

Natrij je najčešći i najpoznatiji među alkalijskim metalima. Pripada prvoj skupini elemenata PSE (alkalijski metali). Naziv alkalijski potječe od arapske riječi „al quili“, što znači biljni pepeo, budući da pepeo sadrži mnogo natrijeva i kalijeva karbonata. Naziv natrij je dobio po arapskoj riječi natron, što znači sredstvo za pranje. Najrasprostranjeniji je element u prirodi, pa je vrlo teško naći uzorak neke tvari u kojem se, bar u tragovima ne nalazi poneki spoj natrija. Elektronska mu je konfiguracija 1s2 2s2 2p6 3s1.
U svjetskim je oceanima oko 14 000 000 000 000 000 tona tog elementa - more je otopina uglavnom natrijevog klorida (kuhinjske soli). Otkrio ga je Sir Humphry Davy.
Elementarni natrij izgledom ne podsjeća na metale poznate iz svakidašnjeg života, kao što su: željezo, bakar, zlato, olovo i drugi.
Litij, natrij i kalij se čuvaju u petroleju.

Neka fizikalna i kemijska svojstva[uredi]

Zbog male tvrdoće, natrij se lako reže nožem. Na svježem prerezu srebrnasti sjaj brzo nestaje jer reakcijom s kisikom, ugljikovim dioksidom i vodenom parom iz zraka nastaje natrijev hidrogenkarbonat.

4 Na_(s) + O_2(g) + 4 CO_2(g) + 2 H₂O → 4 NaHCO_3(s)

Zbog nepostojanosti na zraku čuva se u petroleju, a zbog velike reaktivnosti u prirodi ga nalazimo isključivo u spojevima: najviše u alumosilikatima, sastojcima mnogih stijena, morskoj i kamenoj soli te čilskoj salitri (natrijevom nitratu).

Talište mu je na 98 °C. Zagrijavanjem se brzo rastali i poprimi oblik kuglice. Gorenjem natrija na zraku nastaje natrijev peroksid.

Burno reagira s vodom, pri čemu nastaju natrijeva lužina i vodik prema jednadžbi:

2 Na_(s) + 2 H₂O → 2 Na⁺ + 2 OH^- + H_2(g)

Primjenjuje se pri izradi jakih svjetlećih tijela (natrijeve pare) kao i u proizvodnji nekih spojeva: natrijeva cijanida, indiga i tetraetilolova.

Ro = 0,97 g/cm3
Ei = 495 kJ/mol
X = 0,9
E°(Na+/Na) = 2,71 V

Dobivanje[uredi]

Danas se natrij uglavnom dobiva elektrolizom taljevine/otopine/ natrijeva klorida (NaCl) sa živinom katodom zbog prenapona vodika na živi. U talini se nalaze Na⁺ i Cl^– ioni. Pritom nastane amalgam natrija i žive. Iz njega se natrij odvaja destilacijom.
(tv(Hg) = 257°C; tv(Na) = 883°C).
Elektroliza se provodi u Downsovom uređaju za elektrolizu. Budući da je talište natrijeva klorida visoko (801°C, dodaje se kalcijev klorid (w = 60%), čim se talište snizuje ZA (ne: na!) oko 60°C. Na taj se način uštedi mnogo energije.

Na katodi se reducira natrij (Na⁺ + e^– → Na), a na anodi se oksidira klor (2Cl^– → Cl₂ + 2e^–). Cijela jednadžba reakcije glasi:

2 Na⁺ + 2 Cl^– → 2 Na_(s) + Cl_2(g).

Downsova se ćelija sastoji od kotla načinjenog od vatrostalnih opeka (i nekih keramičkih dijelova), u koji s donje strane ulazi grafitna anoda. Katoda u obliku željeznog valjka prstenasto okružuje anodu, koja je odozgo pokrivena zvonom od željeznog lima kroz koji se odvodi nastali plinoviti klor. Anodni i katodni prostor odvojeni su dijafragmom. Dobiveni tekući natrij odvodi se u poseban spremnik.

Spojevi i uporaba[uredi]

Natrij, kao jak reducens, vrlo lako reagira s raznim elementima.
Natrijeve se pare upotrebljavaju u posebnim žaruljama, a talina za izmjenu topline u nuklearnim reaktorima.
U biološkim sustavima sudjeluje u održavanju kiselo-bazne ravnoteže, te u prenošenju živčanih podražaja.

Natrijev amid (NaNH₂) je bezbojna staklasta kristalna masa. Nastaje kad se suhi amonijak prevodi preko rastaljenog natrija.

Natrijev nitrit (NaNO₂) je najpoznatiji nitrit. Rabi se pri termičkoj obradi željeza i u organskoj sintezi pri dobivanju diazonijevih soli.

Natrijev sulfat (Na₂SO₄) se rabi u proizvodnji papira, stakla, u medicini kao purgativ (Glauberova sol).

Natrijev tiosulfat (Na₂SO₃ x 5 H₂O) služi kao fiksir u fotografiji.

Natrijev bisulfat (natrijev hidrogen sulfat, NaHSO₄) je kiselinska sol. Bezvodni oblik mu je higroskopan. To je suhi, zrnati proizvod koji se može sigurno isporučiti i pohraniti. Proizvodi se reagiranjem sumporne kiseline na natrijev hidroksid. Također se može proizvesti reagiranjem sumporne kiseline na natrijev klorid na povišenim temperaturama, al se prilikom te reakcije razvija klorovodik.

Natrijev bisulfit (natrijev hidrogen sulfit, NaHSO₃, E 222) se koristi prilikom raznih dezinfekcijskih čišćenja i prilikom pročišćavanja, a najveću primjenu ima kao konzervans. Pripravlja se uvođenjem sumpornog dioksida u otopinu natrijevog karbonata.

Natrijev karbonat (Na₂CO₃*10H₂O, soda) je kruta tvar bijele boje. Soda se dobro otapa u vodi, a otopina je lužnata. Natrijev se karbonat još naziva i kalcinirana soda. Za dobivanje velikih količina sode koristi se Solvayev postupak. Nastaje neutralizacijom natrijeve lužine s ugljikovim(IV) oksidom.

Natrijev hidroksid (NaOH, kaustična soda) je kruta tvar bijele boje koja nagriza organske tvari. Higroskopan je (navlači vlagu iz zraka), a u vodi potpuno disocira. Koristi se u sredstvima za pranje, u izradi papira, boja, te u preradi aluminija. Dobiva se elektrolizom vodene otopine natrijevog klorida. Osim vode, iz zraka veže i ugljikov(IV) oksid, dajući natrijev karbonat i natrijev hidrogenkarbonat.

Čuva se u dobro zatvorenim posudama. Dobro se otapa u vodi dajući natrijevu lužinu. Voda i ugljikov dioksid reagiraju s natrijevim hidroksidom.

Natrijev hipoklorit (NaOHCl) je tvar koja pri standardnim uvjetima dolazi u obliku bijelog praha. Natrijev hipoklorit se najčešće koristi za bjeljenje i dezinfekciju. U tu svrhu se najčešće koriste otopine malih koncentracija. Koristi se i za tretiranje vode u bazenima, pri čemu sprječava razvoj bakterija i algi. U slobodnoj prodaji dolazi u otopljen u vodi s natrijevim kloridom pod nazivom Varikina (ili Cekina) hrvatskog proizvođača Meteor d.d. Đakovo.

Natrijev klorid (NaCl, kuhinjska sol)[uredi]

Podrobniji članak o temi: Natrijev klorid
U prirodi je dosta rasprostranjen, a najvažniji izvor je morska voda u kojoj je maseni udio NaCl-a oko 2,8 %. U zemljinoj kori nalazi se u naslagama kao kamena sol ili halit. Industrijski, NaCl se dobiva isparavanjem morske vode u plitkim bazenima ili u rudnicima kamene soli. Dobro se otapa u vodi, a apsolutna vrijednost entalpije otapanja mu je jako mala.

OPREZ !!![uredi]

Iako natrij nije otrovan, njime valja pozorno rukovati jer izjeda kožu stvarajući opekline i duboke rane. Zato se pri radu s natrijem rabe zaštitne naočale i gumene rukavice. Ako ipak dođe u dodir s kožom, kožu valja dobro isprati alkoholom, zatim vodom i na kraju razrijeđenom octenom kiselinom!

Sve pokuse s njim, valja izvoditi u digestoru!

Posuda u kojoj natrij reagira s vodom mora biti okrugla da se natrij ne bi zaustavio u kutu posude, pri čemu se staklo može jako ugrijati i puknuti, ili natrij iskočiti.

Požar izazvan natrijem gasi se pijeskom, suhom kuhinjskom soli ili željeznom piljevinom. Požar se ni u kojem slučaju ne gasi vodom niti aparatima za gašenje požara s ugljikovim(IV) oksidom ili tetraklorugljikom jer natrij reagira s navedenim tvarima.

Izvor[uredi]

Hrvatska enciklopedija, Broj 7 (Mal-Nj), str. 601.. Za izdavača: Leksikografski zavod Miroslav Krleža, Zagreb 2000.g. ISBN 953-6036-37-1
Tehnički leksikon, Leksikografski zavod Miroslav Krleža; glavni urednik: Zvonimir Jakobović. Tiskanje dovršeno 21. prosinca 2007.g., Nacionalne i sveučilišne knjižnice u Zagrebu pod brojem 653717. ISBN 978-953-268-004-1, str. 546-547.