Hemijski element natrijum: prednosti. Kako odrediti nedostatak ili višak natrija, štetu tvari i kontraindikacije za upotrebu. Opće karakteristike natrijuma. Sljedeći simptomi ukazuju na nedostatak natrijuma u tijelu:

Na 2 O → NaCl → NaOH → Na.

Na 2 O+ 2HCl → 2NaCl + H 2 O.

Da biste dobili natrijev hidroksid iz klorida istog metala, potrebno ga je otopiti u vodi, međutim, treba imati na umu da se u ovom slučaju ne događa hidroliza:

NaCl+ H 2 O → NaOH + HCl.

Dobivanje natrija iz odgovarajućeg hidroksida moguće je ako se alkalija podvrgne elektrolizi:

NaOH ↔ Na + + Cl - ;

K(-): Na + + e → Na 0:

A(+): 4OH — — 4e → 2H 2 O + O 2 .

Hemijski element natrijum spada u grupu makroelemenata koji obavljaju vitalnu funkciju u ljudskom organizmu.

Njegova glavna svrha je održavanje optimalnog nivoa ravnoteže vode i soli u tijelu.

Ali u kombinaciji s drugim elementima, natrijum može donijeti znatno više koristi za tijelo.

Karakteristike elementa natrijuma: prednosti i dnevni unos

Zajedno sa ostalim mikro- i makroelementima u grupi, natrijum je neophodan za normalno funkcionisanje kako pojedinačnih ćelija tako i organizma u celini. Svi makroelementi koji postoje u ljudskom tijelu zauzimaju otprilike 0,1-0,9% ukupne mase. Pored kontrole ravnoteže soli i vode, uloga natrijuma je da reguliše funkciju bubrega i normalizuje neuromišićnu aktivnost. Natrijum pomaže u održavanju drugih minerala u otopljenom obliku u krvi.

Glavna korisna svojstva natrijuma:

Pokretanje rada enzima pankreasa i pljuvačnih žlijezda;

Aktivno učešće u stvaranju želučanog soka;

Održavanje acido-bazne ravnoteže na potrebnom optimalnom nivou;

Pruža vazodilatacijski učinak na tijelo;

Regulacija aktivnosti mišićnog i nervnog sistema;

Normalizacija osmolarnosti krvi.

Dnevna potreba za natrijem odrasle osobe koja je potpuno zdrava i živi u zoni sa prosječnom temperaturom zraka iznosi 1 gram. Ako se držite zdrave ishrane po svim propisanim pravilima, bez uključivanja kuhinjske soli u jelovnik, organizam će dobiti 0,8 g natrijuma - gotovo potpunu dnevnu potrebu. Ako osoba živi u uslovima povećanog značaja, sa redovnim opterećenjem snage i aktivnošću, dnevne potrebe za elementom treba povećati na 2-3 grama. Za djecu, optimalni pokazatelj je 0,3 g. Ostaje na taj način do adolescencije.

Proizvodi koji sadrže natrij, blagodati elementa za tijelo

Natrijum se može naći u različitim količinama u većini namirnica, ali tijelo i dalje većinu tvari dobiva iz soli – oko 80%. Element se apsorbira u želucu, ponekad u tankom crijevu. Zahvaljujući vitaminu D dolazi do bolje apsorpcije makronutrijenata, ali presoljena hrana i proteinska hrana, naprotiv, usporavaju proces apsorpcije natrijuma u tijelu.

Prilikom prekomjerne konzumacije natrijuma može doći do negativne reakcije tijela u obliku nakupljanja tekućine u tijelu, otoka i povećanja krvnog tlaka. Zloupotreba natrijuma dovodi do smanjenja rezervi magnezijuma, kalcijuma i kalijuma u organizmu.

Prednosti natrijuma za tijelo su očigledne - održava njegovo zdravlje i osigurava normalan rast. U kombinaciji sa hlorom, natrijum je u stanju da spreči curenje tečnosti iz kapilara i krvnih sudova u susedna tkiva. Natrijum učestvuje u transportu različitih supstanci kroz telo. Tako prenosi šećer kroz ćelije, prenosi nervne signale i impulse i učestvuje u mišićnim kontrakcijama. Zahvaljujući zalihama natrijuma u tijelu, mogu se izbjeći toplotni ili sunčani udari.

Zbog činjenice da se natrijum redovno izlučuje iz ljudskog tela znojem, postoji stalna potreba za njim. Budući da ljudsko tijelo nije dizajnirano tako da samostalno proizvodi natrij za sebe, potrebno je nadoknaditi rezerve izvana. To se može učiniti prilično lako uz pomoć hrane koju jedete i dodataka njoj.

Osim kuhinjske soli, od kojih 100 g sadrži oko 40 g natrijuma, element se nalazi u sljedećim proizvodima:

U morskoj soli;

U visokokvalitetnom soja sosu;

U raznovrsnoj slanoj hrani.

Bolje je dati prednost alternativnoj morskoj soli, jer ne zadržava tekućinu u tijelu.

Sljedeće svakodnevne namirnice su bogate natrijumom:

Ražani hljeb;

Tvrdi sir;

Pileća jaja;

Goveđe meso.

Manje količine natrijuma se nalaze u:

U kamenicama i rakovima;

U morskim algama;

U repi;

U šargarepi.

Postoji veliki broj biljaka koje su bogate natrijumom. Među njima su maslačak, celer, cikorija.

Konzumacijom značajne količine mineralne vode ne možete samo napuniti zalihe natrijuma, već i hlora i kalcija.

Nuspojave od konzumacije natrijuma i šteta za supstancu

Prilično čest problem je nakupljanje natrijuma u ćelijama i tkivima tijela. U ovoj situaciji, natrij istiskuje druge korisne tvari potrebne tijelu za normalno funkcioniranje. To se može dogoditi nesvjesno, jer su "brižni" proizvođači proizvoda pokušali osigurati natrijum većini njih. Kao rezultat toga, osoba konzumira dnevnu količinu soli ne razmišljajući da je potrebna količina natrijuma već isporučena u tijelo. Sledeće osobe treba da izbegavaju kuhinjsku so:

Bolesti krvi;

Patnje od problema s plućima;

Oni koji imaju bolesti jetre i bubrega;

Oni koji imaju oslabljen kardiovaskularni sistem i ove organe podložni su čestim oboljenjima.

Višak i nedostatak natrijuma: šteta za tijelo

Bubrezi su odgovorni za optimalnu ravnotežu natrijuma u tijelu. Oni djeluju kao regulatori, ili zadržavaju element ili ga oslobađaju ovisno o količini natrijuma koja ulazi u tijelo. Stoga, ako ovaj organ pravilno funkcionira i nema vanjskih utjecaja na tijelo, višak ili nedostatak natrijuma se ne može razviti. Neke neplanirane situacije mogu značajno smanjiti nivo natrijuma. To uključuje:

Povraćanje dugo vremena;

Teška fizička aktivnost na ekstremnim vrućinama;

Prekomjerno znojenje tokom dužeg vremena;

Teška dijareja.

Povećani sadržaj natrijuma u organizmu nastaje kada se kuhinjska so zloupotrebljava kod bolesti kao što su dijabetes, neuroze i hipertenzija. Osobe s oštećenom funkcijom izlučivanja bubrega i predispozicijom za brzo stvaranje otoka također su sklone nakupljanju natrijuma u tijelu. Previše natrijuma u tijelu može dovesti do simptoma kao što su:

Povećana ekscitabilnost;

Pojava hiperaktivnosti;

Razvoj upečatljivosti i emocionalnosti;

Manifestacija alergijske reakcije;

U određenim slučajevima mogu se pojaviti neodoljiva žeđ, učestalo mokrenje i pojačano neuobičajeno znojenje.

Sljedeći simptomi ukazuju na nedostatak natrijuma u tijelu:

Smanjen apetit;

Gubitak osjetljivosti okusa;

Povećano stvaranje plinova;

Pojava grčeva želuca i gastrointestinalnog trakta;

Pogoršanje funkcije pamćenja;

Ponekad grčevi, osip na koži, mučnina i povraćanje.

Kada se kreće ili hoda, osoba može osjetiti poteškoće u balansiranju tijela, osjećati vrtoglavicu, umor i slabost mišića. Karakterističnim simptomima nedostatka natrijuma smatraju se i nagle promjene raspoloženja, povećana plačljivost i problemi s pamćenjem.

Natrijum je hemijski element I grupe periodnog sistema sa atomskim brojem 11, označen simbolom Na (lat. Natrium), meki alkalni metal srebrno-bele boje, koji brzo tamni na vazduhu. U prirodi se, zbog svoje visoke hemijske aktivnosti, nalazi samo u obliku hemijskih jedinjenja.

Naziv "natrijum" dolazi iz arapskog. natrun (na grčkom - nitron). Ime se prvobitno odnosilo na prirodnu sodu.

Natrijum (ili bolje rečeno, njegovi spojevi) se koristi od davnina. Na primjer, soda (natron), koja se prirodno nalazi u vodama soda jezera u Egiptu. Stari Egipćani koristili su prirodnu sodu za balzamiranje, izbjeljivanje platna, kuhanje hrane i pravljenje boja i glazura. Plinije Stariji piše da je u delti Nila soda bila izolirana iz riječne vode. U prodaju je išao u obliku velikih komada, obojenih u sivu ili čak crnu boju zbog primjesa uglja.

Natrijum je prvi nabavio engleski hemičar Hamfri Dejvi 1807.

Izvor natrijuma je kuhinjska so NaCl, koja je jedno od najčešćih jedinjenja natrijuma u prirodi. Voda mora i okeana sadrži do 3% natrijum hlorida. Na Zemlji postoje ogromne naslage kamene soli. Ovaj element je dio svih organizama biljnog i životinjskog svijeta.

U ljudskom tijelu, natrijum se nalazi samo u obliku soli.

Sadržaj članka

NATRIJUM– (Natrijum) Na, hemijski element grupe 1 (Ia) periodnog sistema, pripada alkalnim elementima. Atomski broj 11, relativna atomska masa 22,98977. U prirodi postoji jedan stabilan izotop 23 Na. Poznato je šest radioaktivnih izotopa ovog elementa, od kojih su dva od interesa za nauku i medicinu. Natrijum-22, sa poluživotom od 2,58 godina, koristi se kao izvor pozitrona. Natrijum-24 (njegovo poluvrijeme je oko 15 sati) koristi se u medicini za dijagnozu i liječenje nekih oblika leukemije.

Oksidacijsko stanje +1.

Jedinjenja natrijuma poznata su od davnina. Natrijum hlorid je esencijalna komponenta ljudske hrane. Smatra se da su ga ljudi počeli koristiti u neolitu, tj. prije otprilike 5-7 hiljada godina.

Stari zavjet spominje supstancu koja se zove "neter". Ova supstanca je korištena kao deterdžent. Najvjerovatnije je neter soda, natrijum karbonat koji se formirao u slanim egipatskim jezerima sa vapnenačkim obalama. O istoj supstanci su kasnije pisali i grčki autori Aristotel i Dioskorid, ali pod imenom „nitron“, a starorimski istoričar Plinije Stariji, spominjući istu supstancu, nazvao ju je „nitrum“.

U 18. vijeku Hemičari su već poznavali mnogo različitih jedinjenja natrijuma. Natrijumove soli su se široko koristile u medicini, štavljenju kože i bojanju tkanina.

Metalni natrijum je prvi dobio engleski hemičar i fizičar Humphry Davy elektrolizom rastopljenog natrijum hidroksida (koristeći naponsku kolonu od 250 pari bakarnih i cinkovanih ploča). Naziv "natrijum" koji je Davy odabrao za ovaj element odražava njegovo porijeklo od sode Na 2 CO 3 . Latinski i ruski nazivi elementa izvedeni su iz arapskog "natrun" (prirodna soda).

Rasprostranjenost natrijuma u prirodi i njegova industrijska ekstrakcija.

Natrijum je sedmi element po zastupljenosti i peti najzastupljeniji metal (posle aluminijuma, gvožđa, kalcijuma i magnezijuma). Njegov sadržaj u zemljinoj kori je 2,27%. Većina natrijuma se nalazi u raznim aluminosilikatima.

Ogromne naslage natrijumovih soli u relativno čistom obliku postoje na svim kontinentima. Oni su rezultat isparavanja drevnih mora. Ovaj proces još uvijek traje u Salt Lakeu (Utah), Mrtvom moru i drugim mjestima. Natrijum se nalazi u obliku NaCl hlorida (halita, kamene soli), kao i karbonata Na 2 CO 3 NaHCO 3 2H 2 O (trona), nitrata NaNO 3 (solitra), sulfata Na 2 SO 4 10H 2 O (mirabilit ) , tetraborat Na 2 B 4 O 7 10 H 2 O (boraks) i Na 2 B 4 O 7 4H 2 O (kernit) i druge soli.

U prirodnim slanama i okeanskim vodama postoje neiscrpne rezerve natrijum hlorida (oko 30 kg m–3). Procjenjuje se da bi kamena sol u količini koja je ekvivalentna sadržaju natrijum hlorida u Svjetskom okeanu zauzela zapreminu od 19 miliona kubnih metara. km (50% više od ukupnog volumena sjevernoameričkog kontinenta iznad razine mora). Prizma ovog volumena sa osnovnom površinom od 1 sq. km može doći do Mjeseca 47 puta.

Sada je ukupna proizvodnja natrijum hlorida iz morske vode dostigla 6-7 miliona tona godišnje, što je oko trećine ukupne svetske proizvodnje.

Živa materija sadrži u proseku 0,02% natrijuma; Više ga ima u životinjama nego u biljkama.

Karakteristike jednostavne supstance i industrijska proizvodnja metalnog natrijuma.

Natrijum je srebrno-bijeli metal, u tankim slojevima sa ljubičastom nijansom, plastičan, čak i mekan (lako se seče nožem), svježi rez natrijuma je sjajan. Vrijednosti električne provodljivosti i toplinske provodljivosti natrijuma su prilično visoke, gustina je 0,96842 g/cm 3 (na 19,7 ° C), tačka topljenja je 97,86 ° C, tačka ključanja je 883,15 ° C.

Ternarna legura, koja sadrži 12% natrijuma, 47% kalijuma i 41% cezijuma, ima najnižu tačku topljenja metalnih sistema, jednaku –78°C.

Natrijum i njegova jedinjenja boje plamen jarko žuto. Dvostruka linija u spektru natrijuma odgovara tranziciji 3 s 1–3str 1 u atomima elementa.

Hemijska aktivnost natrijuma je visoka. Na zraku se brzo prekriva filmom mješavine peroksida, hidroksida i karbonata. Natrijum gori u kiseoniku, fluoru i hloru. Kada se metal sagorijeva na zraku, nastaje Na 2 O 2 peroksid (sa primjesom Na 2 O oksida).

Natrijum reaguje sa sumporom kada se melje u malteru i redukuje sumpornu kiselinu u sumpor ili čak sulfid. Čvrsti ugljični dioksid („suhi led”) eksplodira u kontaktu s natrijumom (aparati za gašenje požara ugljičnim dioksidom ne mogu se koristiti za gašenje natrijuma!). Sa dušikom, reakcija se događa samo u električnom pražnjenju. Natrijum ne reaguje samo sa inertnim gasovima.

Natrijum aktivno reaguje sa vodom:

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

Toplota koja se oslobađa tokom reakcije dovoljna je da se metal otopi. Stoga, ako se mali komadić natrijuma baci u vodu, on se topi zbog termičkog efekta reakcije i kapljica metala, koja je lakša od vode, „trči“ po površini vode, vođena reaktivnom silom. oslobođenog vodonika. Natrijum mnogo mirnije reaguje sa alkoholima nego sa vodom:

2Na + 2C 2 H 5 OH = 2C 2 H 5 ONa + H 2

Natrijum se lako otapa u tečnom amonijaku da bi formirao svetlo plave metastabilne rastvore sa neobičnim svojstvima. Na –33,8°C, do 246 g metalnog natrijuma se rastvara u 1000 g amonijaka. Razblaženi rastvori su plave boje, koncentrirani rastvori su bronzani. Mogu se čuvati oko nedelju dana. Utvrđeno je da u tečnom amonijaku natrijum jonizuje:

Na Na + + e –

Konstanta ravnoteže ove reakcije je 9,9·10 –3. Odlazeći elektron je solvatiran molekulima amonijaka i formira kompleks -. Rezultirajuća rješenja imaju metalnu električnu provodljivost. Kada amonijak ispari, originalni metal ostaje. Kada se otopina skladišti duže vrijeme, ona postepeno gubi boju zbog reakcije metala s amonijakom da nastane amid NaNH 2 ili imid Na 2 NH i oslobađanje vodika.

Natrijum se skladišti ispod sloja dehidrirane tečnosti (kerozin, mineralno ulje) i transportuje se samo u zatvorenim metalnim kontejnerima.

Elektrolitička metoda za industrijsku proizvodnju natrijuma razvijena je 1890. Elektroliza je provedena na rastopljenom natrijum hidroksidu, kao u Davyjevim eksperimentima, ali koristeći naprednije izvore energije od voltaičnog stupa. U ovom procesu, zajedno s natrijem, oslobađa se kisik:

anoda (nikl): 4OH – – 4e – = O 2 + 2H 2 O.

Tokom elektrolize čistog natrijum hlorida javljaju se ozbiljni problemi, povezani, prvo, sa bliskom tačkom topljenja natrijum hlorida i tačkom ključanja natrijuma i, kao drugo, sa visokom rastvorljivošću natrijuma u tečnom natrijum hloridu. Dodavanje kalijum hlorida, natrijum fluorida, kalcijum hlorida u natrijum hlorid omogućava vam da smanjite temperaturu taljenja na 600°C. Proizvodnja natrijuma elektrolizom rastopljene eutektičke mešavine (legura dve supstance sa najnižom tačkom topljenja) 40% NaCl i 60% CaCl 2 na ~580° C u ćeliji koju je razvio američki inženjer G. Downs, pokrenuo ju je 1921. DuPont u blizini elektrane na Nijagarinim vodopadima.

Na elektrodama se dešavaju sljedeći procesi:

katoda (gvožđe): Na + + e – = Na

Ca 2+ + 2e – = Ca

anoda (grafit): 2Cl – – 2e – = Cl 2.

Natrijum i kalcijum metali se formiraju na cilindričnoj čeličnoj katodi i podižu ih hlađena cijev u kojoj se kalcij stvrdnjava i pada natrag u talinu. Hlor koji nastaje na centralnoj grafitnoj anodi sakuplja se ispod niklovanog krova i zatim se pročišćava.

Trenutno, obim proizvodnje metalnog natrijuma iznosi nekoliko hiljada tona godišnje.

Industrijska upotreba metalnog natrijuma je zbog njegovih jakih redukcijskih svojstava. Dugo vremena se većina proizvedenog metala koristila za proizvodnju tetraetil olova PbEt 4 i tetrametil olova PbMe 4 (sredstva protiv detonacije za benzin) reakcijom alkil hlorida sa legurom natrijuma i olova pod visokim pritiskom. Sada ova proizvodnja ubrzano opada zbog zagađenja životne sredine.

Drugo područje primjene je proizvodnja titana, cirkonija i drugih metala redukcijom njihovih klorida. Manje količine natrijuma se koriste za proizvodnju spojeva kao što su hidrid, peroksid i alkoholati.

Dispergovani natrijum je vrijedan katalizator u proizvodnji gume i elastomera.

Upotreba rastopljenog natrijuma kao fluida za izmjenu topline u nuklearnim reaktorima na brzim neutronima raste. Niska tačka topljenja natrijuma, niski viskozitet, mali presjek apsorpcije neutrona, u kombinaciji s izuzetno visokim toplinskim kapacitetom i toplotnom provodljivošću, čine ga (i njegove legure s kalijem) nezamjenjivim materijalom za ove svrhe.

Natrij pouzdano čisti transformatorska ulja, etere i druge organske tvari od tragova vode, a uz pomoć natrijevog amalgama možete brzo odrediti sadržaj vlage u mnogim spojevima.

Jedinjenja natrijuma.

Natrijum formira kompletan skup jedinjenja sa svim uobičajenim anionima. Vjeruje se da u takvim spojevima dolazi do gotovo potpunog razdvajanja naboja između kationskog i anjonskog dijela kristalne rešetke.

Natrijum oksid Na 2 O se sintetizira reakcijom Na 2 O 2, NaOH, a najpoželjnije NaNO 2, s metalnim natrijem:

Na 2 O 2 + 2Na = 2Na 2 O

2NaOH + 2Na = 2Na2O + H2

2NaNO 2 + 6Na = 4Na 2 O + N 2

U posljednjoj reakciji, natrij se može zamijeniti natrijum azidom NaN 3:

5NaN3 + NaNO2 = 3Na2O + 8N2

Najbolje je čuvati natrijum oksid u bezvodnom benzinu. Služi kao reagens za razne sinteze.

Natrijum peroksid Na 2 O 2 u obliku blijedožutog praha nastaje tokom oksidacije natrijuma. U tom slučaju, u uslovima ograničenog snabdevanja suvim kiseonikom (vazduhom), prvo nastaje Na 2 O oksid, koji se potom pretvara u Na 2 O 2 peroksid. U nedostatku kiseonika, natrijum peroksid je termički stabilan do ~675°C.

Natrijum peroksid se široko koristi u industriji kao sredstvo za izbeljivanje vlakana, papirne pulpe, vune itd. Snažan je oksidant: eksplodira kada se pomiješa s aluminijskim prahom ili drvenim ugljenom, reagira sa sumporom (i postaje vruć) i zapaljuje mnoge organske tekućine. Natrijev peroksid reagira s ugljičnim monoksidom i formira karbonat. Reakcija natrijevog peroksida s ugljičnim dioksidom oslobađa kisik:

2Na 2 O 2 + 2CO 2 = 2Na 2 CO 3 + O 2

Ova reakcija ima važnu praktičnu primjenu u aparatima za disanje za podmorničare i vatrogasce.

Natrijum superoksid NaO 2 se dobija polaganim zagrevanjem natrijum peroksida na 200–450° C pod pritiskom kiseonika od 10–15 MPa. Dokazi o stvaranju NaO 2 prvi put su dobiveni u reakciji kisika s natrijem otopljenim u tekućem amonijaku.

Djelovanje vode na natrijev superoksid dovodi do oslobađanja kisika čak i na hladnoći:

2NaO 2 + H 2 O = NaOH + NaHO 2 + O 2

Kako temperatura raste, količina oslobođenog kisika raste kako se nastali natrijev hidroperoksid razlaže:

4NaO 2 + 2H 2 O = 4NaOH + 3O 2

Natrijum superoksid je komponenta sistema za regeneraciju vazduha u skučenim prostorima.

Natrijum ozonid NaO 3 nastaje djelovanjem ozona na bezvodni prah natrijum hidroksida na niskoj temperaturi, nakon čega slijedi ekstrakcija crvenog NaO 3 tečnim amonijakom.

Natrijev hidroksid NaOH se često naziva kaustična soda ili kaustična soda. Ovo je jaka baza i klasifikovana je kao tipična alkalija. Brojni NaOH hidrati su dobijeni iz vodenih rastvora natrijum hidroksida n H 2 O, gdje n= 1, 2, 2,5, 3,5, 4, 5,25 i 7.

Natrijum hidroksid je veoma agresivan. Uništava staklo i porculan zbog interakcije sa silicijum dioksidom koji sadrže:

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

Naziv "kaustična soda" odražava korozivni efekat natrijum hidroksida na živo tkivo. Dolazak ove supstance u oči je posebno opasan.

Liječnik vojvode od Orleansa, Nicolas Leblanc (1742–1806), razvio je zgodan proces za proizvodnju natrijum hidroksida iz NaCl 1787. (patent 1791). Ovaj prvi industrijski hemijski proces velikih razmera bio je veliko tehnološko dostignuće u Evropi u 19. veku. Leblancov proces je kasnije zamijenjen elektrolitičkim procesom. Godine 1874. svjetska proizvodnja natrijum hidroksida iznosila je 525 hiljada tona, od čega je 495 hiljada tona dobijeno Leblancovom metodom; do 1902. proizvodnja natrijum hidroksida dostigla je 1800 hiljada tona, ali je samo 150 hiljada tona dobijeno Leblancovom metodom.

Danas je natrijum hidroksid najvažnija alkalija u industriji. Godišnja proizvodnja samo u SAD-u prelazi 10 miliona tona. Dobiva se u ogromnim količinama elektrolizom rasola. Kada se otopina natrijevog klorida elektrolizira, nastaje natrijum hidroksid i oslobađa se hlor:

katoda (gvožđe) 2H 2 O + 2 e– = H 2 + 2OH –

anoda (grafit) 2Cl – – 2 e– = Cl 2

Elektrolizu prati koncentracija alkalija u ogromnim isparivačima. Najveći na svetu (u fabrici PPG Inductries „Lake Charles) ima visinu od 41 m i prečnik 12 m. Otprilike polovina proizvedenog natrijum hidroksida koristi se direktno u hemijskoj industriji za proizvodnju raznih organskih i anorganskih supstanci: fenol, resorcinol, b-naftol, natrijeve soli (hipohlorit, fosfat, sulfid, aluminati) Osim toga, natrijum hidroksid se koristi u proizvodnji papira i pulpe, sapuna i deterdženata, ulja, tekstila natrijum hidroksida je neutralizacija kiselina.

Natrijum hlorida NaCl je poznat kao kuhinjska so i kamena so. Formira bezbojne, blago higroskopne kubične kristale. Natrijum hlorid se topi na 801°C, ključa na 1413°C. Njegova rastvorljivost u vodi malo zavisi od temperature: 35,87 g NaCl se rastvara u 100 g vode na 20°C, a 38,12 g na 80°C.

Natrijum hlorid je neophodan i nezaobilazan začin za hranu. U davnoj prošlosti sol je bila jednaka cijeni zlata. U starom Rimu, legionari su često bili plaćeni ne u novcu, već u soli, pa otuda i riječ vojnik.

U Kijevskoj Rusiji koristili su so iz Karpatskog regiona, iz slanih jezera i ušća Crnog i Azovskog mora. Bio je toliko skup da se na svečanim gozbama posluživao na trpezama plemenitih gostiju, dok su drugi odlazili „srknuvši“.

Nakon pripajanja Astrahanske oblasti Moskovskoj državi, Kaspijska jezera su postala važan izvor soli, a i dalje je nije bilo dovoljno, bila je skupa, pa je došlo do nezadovoljstva najsiromašnijih slojeva stanovništva koje je preraslo u ustanak poznat kao Pobuna soli (1648.)

Godine 1711. Petar I je izdao dekret kojim je uveo monopol na sol. Trgovina solju postala je isključivo pravo države. Monopol soli trajao je više od stotinu i pedeset godina i ukinut je 1862.

Danas je natrijum hlorid jeftin proizvod. Zajedno sa ugljem, krečnjakom i sumporom, jedna je od mineralnih sirovina takozvane „velike četvorke“, najbitnije za hemijsku industriju.

Najviše natrijum hlorida proizvodi se u Evropi (39%), Severnoj Americi (34%) i Aziji (20%), dok Južna Amerika i Okeanija čine samo 3% i Afrika 1%. Kamena sol formira ogromne podzemne naslage (često debele stotine metara) koje sadrže više od 90% NaCl. Tipično ležište soli Cheshire (glavni izvor natrijum hlorida u Velikoj Britaniji) pokriva površinu od 60 × 24 km i ima sloj soli od oko 400 m .

Globalna proizvodnja soli do početka 21. stoljeća. dostigao 200 miliona tona, od čega 60% troši hemijska industrija (za proizvodnju hlora i natrijum hidroksida, kao i papirne celuloze, tekstila, metala, gume i ulja), 30% prehrambena industrija, 10% druge oblasti delatnosti. Natrijum hlorid se koristi, na primjer, kao jeftino sredstvo za odmrzavanje.

Natrijum karbonat Na 2 CO 3 se često naziva soda soda ili jednostavno soda. U prirodi se nalazi u obliku mlevenih slanica, salamure u jezerima i minerala 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 Oblici natrija i drugi različiti hidratizirani karbonati, bikarbonati, miješani i dvostruki karbonati, na primjer Na 2 CO 3 7H 2 O, Na 2 CO 3 3NaHCO 3, aKCO 3. n H 2 O, K 2 CO 3 NaHCO 3 2H 2 O.

Među solima alkalnih elemenata koji se dobijaju industrijski, najveći značaj ima natrijum karbonat. Najčešće se za njegovu proizvodnju koristi metoda koju je razvio belgijski kemičar-tehnolog Ernst Solvay 1863. godine.

Koncentrirana vodena otopina natrijum hlorida i amonijaka je zasićena ugljičnim dioksidom pod blagim pritiskom. U tom slučaju nastaje talog relativno slabo rastvorljivog natrijevog bikarbonata (rastvorljivost NaHCO 3 je 9,6 g na 100 g vode na 20 ° C):

NaCl + NH 3 + H 2 O + CO 2 = NaHCO 3 Í̈ + NH 4 Cl

Da bi se dobila soda, natrijum bikarbonat se kalcinira:

Oslobođeni ugljični dioksid se vraća u prvi proces. Dodatni ugljični dioksid se dobija kalciniranjem kalcijum karbonata (vapnenca):

Drugi produkt ove reakcije, kalcijev oksid (kreč), koristi se za regeneraciju amonijaka iz amonijum hlorida:

Dakle, jedini nusproizvod proizvodnje sode po Solvay metodi je kalcijum hlorid.

Ukupna procesna jednačina:

2NaCl + CaCO 3 = Na 2 CO 3 + CaCl 2

Očigledno, u normalnim uslovima u vodenom rastvoru dolazi do obrnute reakcije, jer je ravnoteža u ovom sistemu potpuno pomerena s desna na levo zbog nerastvorljivosti kalcijum karbonata.

Soda soda dobijena od prirodnih sirovina (prirodna soda ash) je boljeg kvaliteta u odnosu na sodu proizvedenu metodom amonijaka (sadržaj hlorida manji od 0,2%). Osim toga, specifična kapitalna ulaganja i cijena sode iz prirodnih sirovina su 40-45% niži od onih dobivenih sintetički. Otprilike trećina svjetske proizvodnje sode sada dolazi iz prirodnih naslaga.

Svjetska proizvodnja Na 2 CO 3 u 1999. godini raspoređena je na sljedeći način:

Najveći svjetski proizvođač prirodne sode pepela su SAD, gdje su koncentrisane najveće istražene rezerve trone i slane vode soda jezera. Ležište u Wyomingu formira sloj debljine 3 m i površinu od 2300 km 2. Njegove rezerve premašuju 10 10 tona U SAD, industrija sode je fokusirana na prirodne sirovine. poslednja fabrika za sintezu sode zatvorena je 1985. Proizvodnja sode sode u Sjedinjenim Državama se stabilizovala na 10,3–10,7 miliona tona poslednjih godina.

Za razliku od Sjedinjenih Država, većina zemalja u svijetu gotovo u potpunosti ovisi o proizvodnji sintetičke sode. Kina je na drugom mjestu u svijetu po proizvodnji sode nakon Sjedinjenih Država. Proizvodnja ove hemikalije u Kini je 1999. godine dostigla približno 7,2 miliona tona. Proizvodnja sode sode u Rusiji je iste godine iznosila oko 1,9 miliona tona.

U mnogim slučajevima, natrijum karbonat je zamenljiv sa natrijum hidroksidom (na primer, u proizvodnji papirne mase, sapuna, proizvoda za čišćenje). Otprilike polovina natrijevog karbonata se koristi u staklarskoj industriji. Jedna sve veća primena je uklanjanje sumpornih zagađivača iz gasnih emisija iz elektrana i velikih peći. U gorivo se dodaje prah natrijum karbonata, koji reaguje sa sumpordioksidom i formira čvrste produkte, posebno natrijum sulfit, koji se može filtrirati ili istaložiti.

Natrijum karbonat se ranije široko koristio kao "soda za pranje", ali je ova primena sada nestala zbog upotrebe drugih deterdženata u domaćinstvu.

Natrijum bikarbonat NaHCO 3 (soda bikarbona) koristi se uglavnom kao izvor ugljen-dioksida u pečenju hleba, izradi konditorskih proizvoda, proizvodnji gaziranih pića i veštačkih mineralnih voda, kao komponenta jedinjenja za gašenje požara i kao lek. To je zbog lakoće njegovog raspadanja na 50-100°C.

Natrijum sulfat Na 2 SO 4 se u prirodi javlja u bezvodnom obliku (tenardit) i u obliku dekahidrata (mirabilit, Glauberova so). Dio je astrahonita Na 2 Mg(SO 4) 2 4H 2 O, vantofita Na 2 Mg(SO 4) 2, glauberita Na 2 Ca(SO 4) 2. Najveće rezerve natrijum sulfata su u zemljama ZND, kao iu SAD, Čileu i Španiji. Mirabilit, izolovan iz prirodnih naslaga ili salamure slanih jezera, dehidrira se na 100°C. Natrijum sulfat je takođe nusproizvod proizvodnje hlorovodonika upotrebom sumporne kiseline, kao i krajnji proizvod stotina industrijskih procesa koji koriste neutralizacija sumporne kiseline natrijum hidroksidom.

Podaci o proizvodnji natrijum sulfata nisu objavljeni, ali se globalna proizvodnja prirodne sirovine procjenjuje na oko 4 miliona tona godišnje. Iskorištenje natrijum sulfata kao nusproizvoda procjenjuje se na globalnom nivou na 1,5-2,0 miliona tona.

Dugo vremena natrijum sulfat se malo koristio. Sada je ova tvar osnova industrije papira, budući da je Na 2 SO 4 glavni reagens u kraft celulozi za pripremu smeđeg omotnog papira i valovitog kartona. Drvene strugotine ili piljevina obrađuju se u vrućoj alkalnoj otopini natrijevog sulfata. Rastvara lignin (komponenta drveta koja drži vlakna zajedno) i oslobađa celulozna vlakna, koja se zatim šalju u mašine za proizvodnju papira. Preostali rastvor se isparava sve dok ne bude sposoban da izgori, obezbeđujući paru za postrojenje i toplotu za isparavanje. Rastopljeni natrijum sulfat i hidroksid su otporni na plamen i mogu se ponovo koristiti.

Manji dio natrijum sulfata koristi se u proizvodnji stakla i deterdženata. Hidrirani oblik Na 2 SO 4 ·10H 2 O (Glauberova so) je laksativ. Sada se koristi manje nego prije.

Natrijum nitrat NaNO 3 se naziva natrijum ili čileanski nitrat. Čini se da su velike naslage natrijum nitrata pronađene u Čileu nastale biohemijskom razgradnjom organskih ostataka. Oslobođeni amonijak je u početku vjerovatno oksidirao u azotnu i dušičnu kiselinu, koja je zatim reagirala s otopljenim natrijum hloridom.

Natrijum nitrat se dobija apsorpcijom azotnih gasova (mešavina azotnih oksida) sa rastvorom natrijum karbonata ili hidroksida, ili izmenom interakcije kalcijum nitrata sa natrijum sulfatom.

Natrijum nitrat se koristi kao đubrivo. Komponenta je tekućih solnih rashladnih sredstava, kupki za gašenje u metaloprerađivačkoj industriji i kompozicija za skladištenje topline. Ternarna mešavina od 40% NaNO 2, 7% NaNO 3 i 53% KNO 3 može se koristiti od tačke topljenja (142°C) do ~600°C. Natrijum nitrat se koristi kao oksidaciono sredstvo u eksplozivima, raketnim gorivima, i pirotehničkih kompozicija. Koristi se u proizvodnji staklenih i natrijumovih soli, uključujući nitrit, koji služi kao konzervans za hranu.

Natrijum nitrit NaNO 2 se može dobiti termičkom razgradnjom natrijum nitrata ili njegovom redukcijom:

NaNO 3 + Pb = NaNO 2 + PbO

Za industrijsku proizvodnju natrijum nitrita, azotni oksidi se apsorbuju vodenim rastvorom natrijevog karbonata.

Natrijum nitrit NaNO 2, osim što se koristi sa nitratima kao toplotno provodljivim talinama, ima široku primenu u proizvodnji azo boja, za inhibiciju korozije i konzervaciju mesa.

Elena Savinkina

Više informacija o temi

Proteini, njihova struktura i funkcije

Sir, kiselo tijesto, enzimi i sve o mliječnim proizvodima

Gdje se nalaze mošti Svetog Pantelejmona iscjelitelja i u čemu pomažu?

Kartoteka didaktičkih igara o prometnim pravilima

Sažetak edukativne aktivnosti za djecu srednje grupe o ekologiji „Putovanje kapljice Lekcija o ekologiji pomozimo kapljici

Prosječni godišnji trošak osnovnih sredstava Obračun prosječne godišnje cijene osnovnih sredstava za statistiku