Гидроксид натрия

Характеристика

НАТРИЙ – (Natrium) Na, химический элемент 1-й (Ia) группы
Периодической системы, относится к щелочным элементам.
Атомный номер 11, относительная атомная масса 22,98977. В
природе имеется один стабильный изотоп 23Na. Известны
шесть радиоактивных изотопов этого элемента, причем два из
них представляют интерес для науки и медицины. Натрий-22 с
периодом полураспада 2,58 года используют в качестве
источника позитронов. Натрий-24 (его период полураспада
около 15 часов) применяют в медицине для диагностики и для
лечения некоторых форм лейкемии.
Продолжение





Степень окисления +1.
Соединения натрия известны с древних времен. Хлорид натрия –
необходимейший компонент человеческой пищи. Считается, что человек
начал употреблять его в неолите, т.е. около 5–7 тыс. лет назад.
В Ветхом завете упоминается некое вещество «нетер». Это вещество
использовалось как моющее средство. Скорее всего, нетер – это сода,
карбонат натрия, который образовывался в соленых египетских озерах с
известковыми берегами. Об этом же веществе, но под названием «нитрон»
писали позже греческие авторы Аристотель и Диоскорид, а древнеримский
историк Плиний Старший, упоминая это же вещество, называл его уже
«нитрум».
В 18 в. химикам было известно уже очень много различных соединений
натрия. Соли натрия широко применялись в медицине, при выделке кож,
при крашении тканей.
Металлический натрий получил впервые английский химик и физик
Гемфри Дэви электролизом расплавленного гидроксида натрия (с
использованием вольтова столба из 250 пар медных и цинковых пластин).
Название «sodium», выбранное Дэви для этого элемента, отражает его
происхождение из соды Na2CO3. Латинское и русское названия элемента
произведены от арабского «натрун» (природная сода).
Распространение натрия в природе
и его промышленное извлечение.


Натрий – седьмой из наиболее распространенных элементов и пятый
из наиболее распространенных металлов (после алюминия, железа,
кальция и магния). Его содержание в земной коре составляет 2,27%.
Большая часть натрия находится в составе различных
алюмосиликатов.
Огромные отложения солей натрия в сравнительно чистом виде
существуют на всех континентах. Они являются результатом
испарения древних морей. Этот процесс по-прежнему продолжается в
озере Солт-Лейк (штат Юта), Мертвом море и других местах. Натрий
встречается в виде хлорида NaCl (галит, каменная соль), а также
карбоната Na2CO3·NaHCO3·2H2O (трона), нитрата NaNO3 (селитра),
сульфата Na2SO4·10H2O (мирабилит), тетрабората Na2B4O7·10 H2O
(бура) и Na2B4O7·4H2O (кернит) и других солей.
Характеристика простого вещества и
промышленное получение
металлического натрия.

Натрий – серебристо-белый металл, в тонких слоях с фиолетовым оттенком,
пластичен, даже мягок (легко режется ножом), свежий срез натрия блестит. Величины
электропроводности и теплопроводности натрия достаточно высоки, плотность равна
0,96842 г/см3 (при 19,7° С), температура плавления 97,86° С, температура кипения
883,15° С.

У тройного сплава, содержащего 12% натрия, 47% калия и 41% цезия, – самая
низкая температура плавления для металлических систем, равная –78° С.

Натрий и его соединения окрашивают пламя в ярко-желтый цвет. Двойная линия в
спектре натрия отвечает переходу 3s1–3p1 в атомах элемента.


Химическая активность натрия высока. На воздухе он быстро покрывается пленкой из
смеси пероксида, гидроксида и карбоната. В кислороде, фторе и хлоре натрий горит.
При сжигании металла на воздухе образуется пероксид Na2O2 (с примесью оксида
Na2O).
С серой натрий реагирует уже при растирании в ступке, серную кислоту
восстанавливает до серы или даже до сульфида. Твердый диоксид углерода («сухой
лед») при контакте с натрием взрывается (углекислотные огнетушители для тушения
горящего натрия применять нельзя!). С азотом реакция идет только в электрическом
разряде. Не взаимодействует натрий лишь с инертными газами.

Натрий активно реагирует с водой:

2Na + 2H2O = 2NaOH + H2
Соединения натрия

Натрий образует полный набор соединений со всеми обычными
анионами. Считается, что в таких соединениях происходит
практически полное разделение заряда между катионной и анионной
частями кристаллической решетки.

Оксид натрия Na2O синтезируют реакцией Na2O2, NaOH, а
предпочтительнее всего NaNO2, с металлическим натрием:

Na2O2 + 2Na = 2Na2O

2NaOH + 2Na = 2Na2O + H2

2NaNO2 + 6Na = 4Na2O + N2

В последней реакции натрий можно заменить азидом натрия NaN3:

5NaN3 + NaNO2 = 3Na2O + 8N2

Хранить оксид натрия лучше всего в безводном бензине. Он служит
реактивом для различных синтезов.
Соединения с кислородом

Пероксид натрия Na2O2 в виде бледно-желтого порошка образуется
при окислении натрия. При этом в условиях ограниченной подачи
сухого кислорода (воздуха) сначала образуется оксид Na2O, который
затем превращается в пероксид Na2O2. В отсутствие кислорода
пероксид натрия термически устойчив до ~675° C.
Надпероксид натрия NaO2 получают при медленном нагревании
пероксида натрия при 200–450° С под давлением кислорода 10–15
МПа. Доказательства образования NaO2 были впервые получены в
реакции кислорода с натрием, растворенным в жидком аммиаке.
Озонид натрия NaО3 образуется при действии озона на
безводный порошок гидроксида натрия при низкой
температуре с последующей экстракцией красного NaО3
жидким аммиаком.
Соль


Хлорид натрия NaCl известен под названиями поваренной соли,
каменной соли. Он образует бесцветные мало гигроскопичные
кристаллы кубической формы. Хлорид натрия плавится при 801° С,
кипит при 1413° С. Его растворимость в воде мало зависит от
температуры: в 100 г воды при 20° С растворяется 35,87 г NaCl, а при
80° С – 38,12 г.
Хлорид натрия – необходимая и незаменимая приправа к пище. В
далеком прошлом соль приравнивалась по цене к золоту. В древнем
Риме легионерам часто платили жалование не деньгами, а солью,
отсюда и произошло слово солдат.
В Киевской Руси пользовались солью из Прикарпатья, из соляных
озер и лиманов на Черном и Азовском морях. Она обходилась
настолько дорого, что на торжественных пирах ее подавали на столы
знатных гостей, прочие же расходились «несолоно хлебавши».
Сода

Карбонат натрия Na2CO3 часто называют кальцинированной содой или
просто содой. Он встречается в природе в виде грунтовых рассолов,
рапы в озерах и минералов натрона Na2CO3·10H2O, термонатрита
Na2CO3·H2O, троны Na2CO3·NaHCO3·2H2O.
Глауберова соль

Сульфат натрия Na2SO4 встречается в природе в безводном виде
(тенардит) и в виде декагидрата (мирабилит, глауберова соль). Он
входит в состав астрахонита Na2Mg(SO4)2·4H2O, вантгоффита
Na2Mg(SO4)2, глауберита Na2Ca(SO4)2
Гидроксид натрия

Гидроксид натрия очень агрессивен. Он разрушает стекло и фарфор за
счет взаимодействия с содержащимся в них диоксидом кремния:

2NaOH + SiO2 = Na2SiO3 + H2O


Название «едкий натр» отражает разъедающее действие гидроксида
натрия на живые ткани. Особенно опасно попадание этого вещества в
глаза.
Врач герцога Орлеанского Никола Леблан (Leblanc Nicolas) (1742–
1806) в 1787 разработал удобный процесс получения гидроксида
натрия из NaCl (патент 1791). Этот первый крупномасштабный
промышленный химический процесс стал крупным технологическим
достижением в Европе в 19 в. Позднее процесс Леблана был вытеснен
электролитическим процессом. В 1874 мировое производство
гидроксида натрия составило 525 тыс. т, из которых 495 тыс. т были
получены по способу Леблана; к 1902 производство гидроксида
натрия достигло 1800 тыс. т., ооднако по способу Леблана были
получены только 150 тыс. т.
Оксид натрия

Na2O синтезируют реакцией Na2O2, NaOH, а предпочтительнее
всего NaNO2, с металлическим натрием:

Na2O2 + 2Na = 2Na2O

2NaOH + 2Na = 2Na2O + H2

2NaNO2 + 6Na = 4Na2O + N2
Предлагаю вам решить тесты
1. На внешнем энергетическом
уровне три электрона имеются у
атомов металлов:
а) калия, галлия;
б) кальция, бария;
в) алюминия, индия;
г) алюминия, кальция.
2. Металлом, строение внешнего
энергетического уровня которого
…5s2 , является:
а) натрий;
б) кальций;
в) стронций;
г) барий.
3. Щелочной металл натрий
встречается в природе в виде:
а) оксида;
б) карбоната;
в) гидроксида;
г) хлорида
4. Свойства металлов наиболее схожи
в паре веществ:
а) серебро и натрий;
б) кальций и барий;
в) цинк и железо;
г) алюминий и магний.
5. Кальций входит в состав:
а) питьевой воды;
б) поташа;
в) поваренной соли;
г) мрамора.
6. Натрий взаимодействует со
следующей парой веществ:
а) медь, калий гидроксид;
б) соляная кислота, кальций;
в) натрий хлорид, серная
кислота;
г) серная кислота, вода.
7. Из навески медь(II)-оксида
массой 160 г., массовая доля
примесей в котором 10%,
можно получить медь массой (
в граммах):
а) 156,2;
б) 115,2;
в) 23,5;
г) 34,4.
8. Сумма коэффициентов в
уравнении химической реакции
взаимодействия серебра с
разбавленной азотной кислотой
равна:
а) 16;
б) 8;
в) 13;
г) 16.
9. Формула вещества,
пропущенного в схеме
химических превращений
Al AlCl3  X  K[Al(OH)4]:
а) Al(NO3)3;
б) Al(OH)3;
в) AlI3;
г) AlPO4.
10. Набор реактивов, при
помощи которого можно
обнаружить катионы Fe3+,
Ca2+, Ag+, включает:
а) натрий
гидроксида, калий сульфат,
калий нитрат;
б) калий сульфат,
натрий хлорид, калий йодид;
в) натрий
гидроксид, калий карбонат,
натрий йодид;
г) калий йодид,
натрий хлорид, калий нитрат.