Nátrium kémiai elem: előnyei. Hogyan lehet meghatározni a nátrium hiányát vagy feleslegét, az anyag ártalmát és a használat ellenjavallatait. A nátrium általános jellemzői. A következő tünetek a szervezet nátriumhiányára utalnak:

Na 2 O → NaCl → NaOH → Na.

Na 2 O+ 2HCl → 2NaCl + H 2 O.

A nátrium-hidroxidot ugyanannak a fémnek a kloridjából fel kell oldani vízben, de emlékezni kell arra, hogy ebben az esetben hidrolízis nem történik:

NaCl+ H 2 O → NaOH + HCl.

A megfelelő hidroxidból nátrium kinyerése lehetséges, ha a lúgot elektrolízisnek vetik alá:

NaOH ↔ Na + + Cl - ;

K(-): Na + + e → Na 0:

A(+): 4OH — — 4e → 2H 2O + O 2.

A nátrium kémiai elem a makroelemek csoportjába tartozik, amelyek létfontosságú szerepet töltenek be az emberi szervezetben.

Fő célja a víz-só egyensúly optimális szintjének fenntartása a szervezetben.

De más elemekkel kombinálva a nátrium lényegesen több előnyt jelenthet a szervezet számára.

A nátrium elem jellemzői: előnyei és napi bevitele

A csoport többi mikro- és makroelemével együtt a nátrium szükséges mind az egyes sejtek, mind a szervezet egészének normális működéséhez. Az emberi testben található összes makroelem a teljes tömeg körülbelül 0,1-0,9%-át foglalja el. A nátrium szerepe a só és víz egyensúlyának szabályozása mellett a veseműködés szabályozása és a neuromuszkuláris aktivitás normalizálása. A nátrium segít más ásványi anyagokat oldott formában tartani a vérben.

A nátrium fő előnyös tulajdonságai:

A hasnyálmirigy és a nyálmirigy enzimek munkájának megkezdése;

Aktív részvétel a gyomornedv képződésében;

A sav-bázis egyensúly fenntartása a szükséges optimális szinten;

értágító hatás biztosítása a szervezetben;

Az izom- és idegrendszer működésének szabályozása;

A vér ozmolaritásának normalizálása.

Egy teljesen egészséges, átlagos léghőmérsékletű zónában élő felnőtt napi nátriumszükséglete 1 gramm. Ha az összes előírt szabálynak megfelelően egészséges étrendet követ, anélkül, hogy az étkezési sót felvenné az étlapba, a szervezet 0,8 g nátriumot biztosít - ez szinte teljes napi szükséglet. Ha egy személy fokozott jelentőségű körülmények között él, rendszeres erőterheléssel és aktivitással, akkor az elem napi szükségletét 2-3 grammra kell növelni. Gyermekeknél az optimális mutató 0,3 g Ez így marad a serdülőkorig.

Nátriumot tartalmazó termékek, az elem előnyei a szervezet számára

A nátrium a legtöbb élelmiszerben változó mennyiségben megtalálható, de a szervezet még mindig sóból szerzi be az anyag nagy részét – körülbelül 80%-át. Az elem felszívódik a gyomorban, néha a vékonybélben. A D-vitaminnak köszönhetően a makrotápanyag jobban felszívódik, de a túlsózott élelmiszerek és a fehérjetartalmú ételek éppen ellenkezőleg, lelassítják a nátrium felszívódását a szervezetben.

Ha a nátriumot a normát meghaladó mértékben fogyasztják, a szervezet negatív reakciója léphet fel folyadék felhalmozódása, duzzanat és megnövekedett vérnyomás formájában. A nátriummal való visszaélés a magnézium-, kalcium- és káliumtartalékok csökkenéséhez vezet a szervezetben.

A nátrium előnyei a szervezet számára nyilvánvalóak - megőrzi egészségét és biztosítja a normális növekedést. Klórral kombinálva a nátrium képes megakadályozni, hogy a folyadék a kapillárisokból és az erekből a szomszédos szövetekbe szivárogjon. A nátrium részt vesz a különféle anyagok szállításában a szervezetben. Így cukrot szállít a sejteken keresztül, idegi jeleket és impulzusokat továbbít, részt vesz az izomösszehúzódásokban. A szervezet nátriumellátásának köszönhetően elkerülhető a hőség vagy a napszúrás.

Tekintettel arra, hogy a nátrium rendszeresen kiválasztódik az emberi szervezetből az izzadtsággal, folyamatosan szükség van rá. Mivel az emberi test nem úgy van kialakítva, hogy önállóan nátriumot termeljen magának, a tartalékokat kívülről kell pótolni. Ez az elfogyasztott étel és a hozzá tartozó adalékok segítségével meglehetősen egyszerűen megtehető.

Az asztali só mellett, amelyből 100 g körülbelül 40 g nátriumot tartalmaz, az elemet a következő termékek tartalmazzák:

Tengeri sóban;

Kiváló minőségű szójaszószban;

Különféle sós ételekben.

Jobb, ha előnyben részesítjük az alternatív tengeri sót, mivel az nem tartja vissza a folyadékot a szervezetben.

A következő mindennapi élelmiszerek nátriumban gazdagok:

Rozskenyér;

Kemény sajt;

Csirke tojás;

Marhahús.

Kis mennyiségű nátriumot tartalmaznak:

Osztrigában és rákokban;

Hínárban;

Répában;

A sárgarépában.

Számos nátriumban gazdag növény létezik. Köztük a pitypang, a zeller, a cikória.

Jelentős mennyiségű ásványvíz fogyasztásával nem csak szervezete nátriumtartalékait töltheti fel, hanem klórt és kalciumot is.

A nátrium fogyasztásának mellékhatásai és az anyag károsodása

Meglehetősen gyakori probléma a nátrium felhalmozódása a szervezet sejtjeiben és szöveteiben. Ebben a helyzetben a nátrium kiszorítja a szervezet normális működéséhez szükséges egyéb hasznos anyagokat. Ez öntudatlanul is megtörténhet, mert a „gondoskodó” termékgyártók igyekeztek legtöbbjüket nátriummal ellátni. Ennek eredményeként az ember elfogyasztja a napi sómennyiséget anélkül, hogy azt gondolná, hogy a szükséges nátriummennyiség már bejutott a szervezetbe. A következő személyeknek kerülniük kell az asztali sót:

Vérbetegségek esetén;

Tüdőproblémákban szenved;

Máj- és vesebetegségben szenvedők;

Azok, akiknek legyengült a szív- és érrendszerük, és ezek a szervek érzékenyek a gyakori betegségekre.

Nátrium felesleg és hiánya: károsítja a szervezetet

A vesék felelősek a szervezet optimális nátriumháztartásáért. Szabályozóként működnek, vagy megtartják az elemet, vagy felszabadítják a szervezetbe jutó nátrium mennyiségétől függően. Ezért, ha ez a szerv megfelelően működik, és nincs külső hatás a szervezetre, akkor nátrium felesleg vagy hiány nem alakulhat ki. Néhány nem tervezett helyzet jelentősen csökkentheti a nátriumszintet. Ezek tartalmazzák:

Hosszú ideig tartó hányás;

Nehéz fizikai aktivitás szélsőséges hőségben;

túlzott izzadás hosszú ideig;

Súlyos hasmenés.

A szervezetben megnövekedett nátriumtartalom akkor fordul elő, ha a konyhasóval visszaélnek olyan betegségekben, mint a cukorbetegség, a neurózis és a magas vérnyomás. Azok a személyek, akiknek károsodott a vese kiválasztási funkciója és hajlamosak a gyors duzzanat kialakulására, szintén hajlamosak a nátrium felhalmozódására a szervezetben. A szervezetben túl sok nátrium olyan tüneteket okozhat, mint:

Fokozott ingerlékenység;

A hiperaktivitás megjelenése;

A befolyásolhatóság és az érzelmesség fejlesztése;

Allergiás reakció megnyilvánulása;

Bizonyos esetekben ellenállhatatlan szomjúság, gyakori vizelés és fokozott szokatlan izzadás jelentkezhet.

A következő tünetek a szervezet nátriumhiányára utalnak:

Csökkent étvágy;

Az ízérzékelés elvesztése;

Fokozott gázképződés;

A gyomor és a gyomor-bél traktus görcseinek megjelenése;

A memóriafunkció romlása;

Néha görcsök, bőrkiütések, hányinger és hányás.

Mozgás vagy séta közben egy személy nehézséget tapasztalhat a test egyensúlyának megteremtésében, szédülhet, fáradtnak érezheti magát és izomgyengeséget érezhet. A nátriumhiány jellemző tüneteinek tekintik a hirtelen hangulatváltozásokat, a fokozott könnyelműséget és a memóriazavarokat is.

A nátrium a periódusos rendszer I. csoportjába tartozó kémiai elem, melynek rendszáma Na (lat. Natrium) van, és amelyet a Na (lat. Natrium) jellel jelölnek. Ez egy ezüstfehér színű lágy alkálifém, amely levegőn gyorsan elhalványul. A természetben magas kémiai aktivitása miatt csak kémiai vegyületek formájában található meg.

A "nátrium" név arabból származik. natrun (görögül - nitron). A név eredetileg a természetes szódára utalt.

A nátriumot (vagy inkább vegyületeit) ősidők óta használják. Például a szóda (nátron), amely természetesen megtalálható az egyiptomi szódatavak vizében. Az ókori egyiptomiak a természetes szódát balzsamozásra, vászonfehérítésre, ételek főzésére, valamint festékek és mázak készítésére használták. Idősebb Plinius azt írja, hogy a Nílus-deltában a szódát izolálták a folyóvízből. Eladóvá vált nagy darabokban, a szénkeverék miatt szürkére vagy akár feketére színezve.

A nátriumot először Humphry Davy angol kémikus szerezte meg 1807-ben.

A nátrium forrása a NaCl konyhasó, amely a természetben az egyik leggyakoribb nátriumvegyület. A tengerek és óceánok vize legfeljebb 3% nátrium-kloridot tartalmaz. Hatalmas kősólerakódások vannak a Földön. Ez az elem a növény- és állatvilág összes szervezetének része.

Az emberi szervezetben a nátrium csak sók formájában található meg.

A cikk tartalma

NÁTRIUM– A (nátrium) Na, a periódusos rendszer 1. (Ia) csoportjába tartozó kémiai elem, a lúgos elemek közé tartozik. Atomszáma 11, relatív atomtömege 22,98977. A természetben egyetlen stabil izotóp van, a 23 Na. Ennek az elemnek hat radioaktív izotópja ismert, amelyek közül kettő a tudomány és az orvostudomány számára érdekes. A 2,58 éves felezési idejű nátrium-22-t pozitronforrásként használják. A nátrium-24-et (felezési ideje körülbelül 15 óra) a gyógyászatban a leukémia egyes formáinak diagnosztizálására és kezelésére használják.

Oxidációs állapot +1.

A nátriumvegyületek ősidők óta ismertek. A nátrium-klorid az emberi táplálék elengedhetetlen összetevője. Úgy tartják, hogy az emberek a neolitikumban kezdték használni, i.e. körülbelül 5-7 ezer évvel ezelőtt.

Az Ószövetség említ egy „neter” nevű anyagot. Ezt az anyagot mosószerként használták. Valószínűleg a neter szóda, egy nátrium-karbonát, amely a sós egyiptomi tavakban keletkezett, mészpartival. A görög szerzők, Arisztotelész és Dioszkoridész később ugyanarról az anyagról írtak, de „nitron” néven, az ókori római történész, Idősebb Plinius pedig, aki ugyanezt az anyagot említi, „nitrumnak” nevezte.

A 18. században A kémikusok már sokféle nátriumvegyületet ismertek. A nátriumsókat széles körben használták az orvostudományban, a bőr cserzésében és a szövetek festésében.

A fémes nátriumot először Humphry Davy angol kémikus és fizikus állította elő olvadt nátrium-hidroxid elektrolízisével (250 pár réz- és cinklemezből álló voltaikus oszlop segítségével). A Davy által erre az elemre választott "nátrium" név a szóda Na 2 CO 3 eredetét tükrözi. Az elem latin és orosz neve az arab „natrun” (természetes szóda) szóból származik.

A nátrium elterjedése a természetben és ipari kitermelése.

A nátrium a hetedik leggyakrabban előforduló elem és az ötödik leggyakrabban előforduló fém (alumínium, vas, kalcium és magnézium után). Tartalma a földkéregben 2,27%. A nátrium nagy része különféle alumínium-szilikátokban található.

A viszonylag tiszta formában lévő nátriumsók hatalmas lerakódásai minden kontinensen léteznek. Az ősi tengerek párolgásából származnak. Ez a folyamat még mindig tart Salt Lake-ben (Utah), a Holt-tengeren és más helyeken. A nátrium NaCl-klorid (halit, kősó), valamint karbonát Na 2 CO 3 NaHCO 3 2H 2 O (trona), nitrát NaNO 3 (sópéter), szulfát Na 2 SO 4 10H 2 O (mirabilit) formájában található. ), tetraborát Na 2 B 4 O 7 10 H 2 O (bórax) és Na 2 B 4 O 7 4H 2 O (kernit) és egyéb sók.

A természetes sóoldatokban és az óceánvizekben kimeríthetetlen nátrium-klorid készletek találhatók (kb. 30 kg m–3). Becslések szerint a Világóceán nátrium-klorid-tartalmának megfelelő mennyiségű kősó 19 millió köbméter térfogatot foglalna el. km (50%-kal több, mint az észak-amerikai kontinens tengerszint feletti teljes térfogata). Ilyen térfogatú prizma 1 négyzetméter alapterülettel. km-re 47-szer érheti el a Holdat.

Mára a tengervízből előállított nátrium-klorid össztermelése elérte az évi 6-7 millió tonnát, ami a világ össztermelésének körülbelül egyharmada.

Az élő anyag átlagosan 0,02% nátriumot tartalmaz; Az állatokban több van, mint a növényekben.

Egy egyszerű anyag és a fémes nátrium ipari előállításának jellemzői.

A nátrium ezüstfehér fém, vékony rétegben lila árnyalatú, műanyag, még puha (késsel könnyen vágható), a nátrium friss vágása fényes. A nátrium elektromos vezetőképességének és hővezető képességének értékei meglehetősen magasak, sűrűsége 0,96842 g/cm 3 (19,7 ° C-on), olvadáspontja 97,86 ° C, forráspontja 883,15 ° C.

A 12% nátriumot, 47% káliumot és 41% céziumot tartalmazó háromkomponensű ötvözet fémrendszereknél a legalacsonyabb olvadáspontja –78 °C.

A nátrium és vegyületei élénksárgára színezik a lángot. A nátrium-spektrum kettős vonala a 3-as átmenetnek felel meg s 1–3p 1 az elem atomjaiban.

A nátrium kémiai aktivitása magas. Levegőben gyorsan beborítja a peroxid, hidroxid és karbonát keverékéből álló filmréteget. A nátrium oxigénben, fluorban és klórban ég. Fém égetésekor a levegőben Na 2 O 2 peroxid képződik (Na 2 O oxid keverékével).

A nátrium habarcsban őrölve reagál a kénnel, és a kénsavat kénné vagy akár szulfiddá redukálja. A szilárd szén-dioxid („szárazjég”) nátriummal érintkezve felrobban (szén-dioxidos tűzoltó készülék nem használható nátriumtűz oltására!). Nitrogénnel a reakció csak elektromos kisülésben megy végbe. A nátrium nem csak inert gázokkal lép kölcsönhatásba.

A nátrium aktívan reagál vízzel:

2Na + 2H 2O = 2NaOH + H2

A reakció során felszabaduló hő elegendő a fém megolvadásához. Ezért ha egy kis nátriumdarabkát vízbe dobunk, az a reakció hőhatása miatt megolvad, és a reaktív erő hatására egy csepp, a víznél könnyebb fém „fut” végig a víz felszínén. a felszabaduló hidrogénből. A nátrium sokkal nyugodtabban reagál alkoholokkal, mint vízzel:

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

A nátrium könnyen feloldódik folyékony ammóniában, és szokatlan tulajdonságokkal rendelkező, élénkkék metastabil oldatokat képez. –33,8°C-on legfeljebb 246 g fémnátrium oldódik 1000 g ammóniában. A híg oldatok kékek, a tömény oldatok bronzosak. Körülbelül egy hétig tárolhatók. Megállapítást nyert, hogy a folyékony ammóniában a nátrium ionizál:

Na Na + + e –

Ennek a reakciónak az egyensúlyi állandója 9,9·10 –3. A kilépő elektront az ammónia molekulák szolvatálják és komplexet képeznek -. A kapott oldatok fémes elektromos vezetőképességgel rendelkeznek. Amikor az ammónia elpárolog, az eredeti fém megmarad. Ha az oldatot hosszú ideig tárolják, az fokozatosan elszíneződik a fémnek ammóniával való reakciója következtében, így NaNH 2 amid vagy Na 2 NH imid képződik, és hidrogén szabadul fel.

A nátriumot dehidratált folyadékréteg alatt (kerozin, ásványolaj) tárolják, és csak lezárt fémtartályokban szállítják.

A nátrium ipari előállítására szolgáló elektrolitikus módszert 1890-ben fejlesztették ki. Az elektrolízist olvadt nátrium-hidroxidon végezték, mint Davy kísérleteiben, de a voltaikus oszlopnál fejlettebb energiaforrások felhasználásával. Ebben a folyamatban a nátriummal együtt oxigén szabadul fel:

anód (nikkel): 4OH – – 4e – = O 2 + 2H 2 O.

A tiszta nátrium-klorid elektrolízise során komoly problémák merülnek fel, amelyek egyrészt a nátrium-klorid közeli olvadáspontjával és a nátrium forráspontjával, másrészt a nátrium folyékony nátrium-kloridban való nagy oldhatóságával kapcsolatosak. Kálium-klorid, nátrium-fluorid, kalcium-klorid hozzáadása a nátrium-kloridhoz lehetővé teszi az olvadék hőmérsékletének 600 °C-ra csökkentését. Nátrium előállítása olvadt eutektikus keverék (két legalacsonyabb olvadáspontú anyag ötvözete) elektrolízisével 40% NaCl és 60% CaCl 2 ~580°C-on G. Downs amerikai mérnök által kifejlesztett cellában, 1921-ben a DuPont indította el a Niagara Falls-i erőmű közelében.

Az elektródákon a következő folyamatok mennek végbe:

katód (vas): Na + + e – = Na

Ca 2+ + 2e – = Ca

anód (grafit): 2Cl – – 2e – = Cl 2.

A nátrium és a kalcium fémek hengeres acélkatódon képződnek, és egy lehűtött cső emeli fel őket, amelyben a kalcium megszilárdul és visszahullik az olvadékba. A központi grafit anódon keletkező klórt a nikkeltető alá gyűjtik, majd megtisztítják.

Jelenleg a fémnátrium termelési volumene több ezer tonna évente.

A fémnátrium ipari felhasználása erős redukáló tulajdonságainak köszönhető. Az előállított fém nagy részét hosszú ideig tetraetil-ólom PbEt 4 és tetrametil-ólom PbMe 4 (benzin kopogásgátló szerek) előállítására használták oly módon, hogy alkil-kloridokat reagáltattak nátrium és ólom ötvözetével nagy nyomáson. Most ez a termelés rohamosan csökken a környezetszennyezés miatt.

Egy másik alkalmazási terület a titán, cirkónium és más fémek előállítása kloridjaik redukálásával. Kisebb mennyiségű nátriumot használnak olyan vegyületek előállítására, mint a hidrid, peroxid és alkoholátok.

A diszpergált nátrium értékes katalizátor a gumi és elasztomerek gyártásában.

A gyorsneutronos atomreaktorokban egyre nagyobb mértékben alkalmazzák az olvadt nátriumot hőcserélő folyadékként. A nátrium alacsony olvadáspontja, alacsony viszkozitása, kis neutronabszorpciós keresztmetszete, rendkívül nagy hőkapacitással és hővezető képességgel párosulva, ezekhez a célokhoz nélkülözhetetlen anyaggá teszik (és káliumötvözeteit).

A nátrium megbízhatóan megtisztítja a transzformátorolajokat, étereket és egyéb szerves anyagokat a víznyomoktól, a nátrium-amalgám segítségével pedig gyorsan meghatározható számos vegyület nedvességtartalma.

Nátriumvegyületek.

A nátrium egy komplett vegyületkészletet alkot az összes szokásos anionnal. Úgy gondolják, hogy az ilyen vegyületekben a töltés szinte teljesen elválik a kristályrács kationos és anionos részei között.

Nátrium-oxid A Na 2 O-t Na 2 O 2, NaOH és legelőnyösebben NaNO 2 fémnátriummal történő reakciójával szintetizálják:

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

2NaOH + 2Na = 2Na2O + H2

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

Az utolsó reakcióban a nátrium helyettesíthető nátrium-azid NaN 3-mal:

5NaN3 + NaNO2 = 3Na2O + 8N2

A nátrium-oxidot legjobb vízmentes benzinben tárolni. Reagensként szolgál különféle szintézisekhez.

Nátrium-peroxid Na 2 O 2 halványsárga por formájában a nátrium oxidációjával képződik. Ebben az esetben a száraz oxigén (levegő) korlátozott ellátása mellett először Na 2 O oxid képződik, amely aztán Na 2 O 2 peroxiddá alakul. Oxigén hiányában a nátrium-peroxid ~675°C-ig termikusan stabil.

A nátrium-peroxidot széles körben használják az iparban fehérítőszerként rostok, papírpép, gyapjú stb. Erős oxidálószer: alumíniumporral vagy szénnel keverve felrobban, kénnel reagál (és felforrósodik), sok szerves folyadékot meggyújt. A nátrium-peroxid reakcióba lép szén-monoxiddal, és karbonátot képez. A nátrium-peroxid és a szén-dioxid reakciója oxigént szabadít fel:

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

Ennek a reakciónak fontos gyakorlati alkalmazásai vannak a tengeralattjárók és tűzoltók légzőkészülékeiben.

Nátrium-szuperoxid A NaO 2-t a nátrium-peroxid 200–450 °C-on, 10–15 MPa oxigénnyomáson történő lassú melegítésével nyerik. A NaO 2 képződésének bizonyítékát először oxigén és folyékony ammóniában oldott nátrium reakciójában nyerték.

A víz nátrium-szuperoxidra gyakorolt ​​hatása még hidegben is oxigén felszabadulásához vezet:

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

A hőmérséklet emelkedésével a felszabaduló oxigén mennyisége nő, ahogy a keletkező nátrium-hidroperoxid lebomlik:

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

A nátrium-szuperoxid a zárt terek levegőregeneráló rendszereinek összetevője.

Nátrium-ózonid A NaO 3 ózon hatására vízmentes nátrium-hidroxid poron alacsony hőmérsékleten képződik, majd a vörös NaO 3 folyékony ammóniával extrahálódik.

Nátrium-hidroxid A NaOH-t gyakran nátronlúgnak vagy marónátronnak nevezik. Ez egy erős bázis, és tipikus lúgnak minősül. Számos NaOH-hidrátot állítottak elő nátrium-hidroxid vizes oldatából n H 2 O, hol n= 1, 2, 2,5, 3,5, 4, 5,25 és 7.

A nátrium-hidroxid nagyon agresszív. A bennük lévő szilícium-dioxiddal való kölcsönhatás következtében tönkreteszi az üveget és a porcelánt:

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

A "nátronlúg" elnevezés a nátrium-hidroxid élő szövetekre gyakorolt ​​maró hatását tükrözi. Ennek az anyagnak a szembe jutása különösen veszélyes.

Orleans hercegének orvosa, Nicolas Leblanc (1742–1806) 1787-ben kifejlesztett egy kényelmes eljárást nátrium-hidroxid előállítására nátrium-kloridból (1791-es szabadalom). Ez az első nagyszabású ipari vegyi eljárás jelentős technológiai vívmány volt Európában a 19. században. A Leblanc-eljárást később az elektrolitikus eljárás váltotta fel. 1874-ben a világ nátrium-hidroxid-termelése 525 ezer tonnát tett ki, ebből 495 ezer tonnát Leblanc-módszerrel nyertek; 1902-re a nátrium-hidroxid termelése elérte az 1800 ezer tonnát, de a Leblanc-módszerrel csak 150 ezer tonnát sikerült előállítani.

Ma a nátrium-hidroxid a legfontosabb lúg az iparban. Csak az USA-ban az éves termelés meghaladja a 10 millió tonnát. Hatalmas mennyiségben nyerik sóoldat elektrolízisével. Amikor a nátrium-klorid oldatát elektrolizálják, nátrium-hidroxid képződik, és klór szabadul fel:

katód (vas) 2H 2 O + 2 e– = H 2 + 2OH –

anód (grafit) 2Cl – – 2 e– = Cl 2

Az elektrolízist a lúgok koncentrációja kíséri hatalmas elpárologtatókban. A világon a legnagyobb (a PPG Inductries "Lake Charles" üzemében) 41 m magas és 12 m átmérőjű. Az előállított nátrium-hidroxid körülbelül felét közvetlenül a vegyiparban használják fel különféle szerves és szervetlen anyagok előállítására: fenol, rezorcin, b-naftol, nátriumsók (hipoklorit, foszfát, szulfid, aluminátok) Ezen kívül a nátrium-hidroxidot használják papír- és cellulóz, szappan és mosószerek, olajok, textíliák gyártásában A nátrium-hidroxid a savak semlegesítése.

Nátrium-klorid A NaCl konyhasóként és kősóként ismert. Színtelen, enyhén higroszkópos köbös kristályokat képez. A nátrium-klorid 801°C-on olvad, 1413°C-on forr. Vízben való oldhatósága kevéssé függ a hőmérséklettől: 20°C-on 100 g vízben 35,87 g NaCl, 80°C-on 38,12 g oldódik.

A nátrium-klorid az élelmiszerek szükséges és nélkülözhetetlen fűszere. A távoli múltban a só ára egyenlő volt az arannyal. Az ókori Rómában a légiósokat gyakran nem pénzben, hanem sóval fizették, innen ered a katona szó.

A Kijevi Ruszban a Kárpát-vidékről, a Fekete- és Azovi-tenger sós tavaiból és torkolataiból származó sót használtak. Annyira drága volt, hogy az ünnepi lakomákon nemesi vendégek asztalára tálalták, míg mások „dézsmálva” mentek el.

Asztrahán térségének Moszkva államhoz csatolása után a Kaszpi-tengeri tavak fontos sóforrásokká váltak, és még mindig nem volt belőle elég, drága volt, így a lakosság legszegényebb rétegei között elégedetlenség alakult ki, amely egyfajta sóvá nőtt. a sólázadás néven ismert felkelés (1648)

1711-ben I. Péter rendeletet adott ki a sómonopólium bevezetéséről. A sókereskedelem az állam kizárólagos joga lett. A sómonopólium több mint százötven évig fennállt, és 1862-ben megszűnt.

Manapság a nátrium-klorid olcsó termék. A szénnel, mészkővel és kénnel együtt az úgynevezett „négy nagy” ásványi nyersanyag közé tartozik, a vegyipar számára a legszükségesebb.

A legtöbb nátrium-kloridot Európában (39%), Észak-Amerikában (34%) és Ázsiában (20%) állítják elő, míg Dél-Amerika és Óceánia csak 3%-ot, Afrika pedig 1%-ot tesz ki. A kősó hatalmas (gyakran több száz méter vastag) földalatti lerakódásokat képez, amelyek több mint 90% NaCl-t tartalmaznak. Egy tipikus cheshire-i sólelőhely (a fő nátrium-klorid-forrás Nagy-Britanniában) 60 × 24 km-es területet fed le, és körülbelül 400 m vastag sóágyat tartalmaz, amely a becslések szerint önmagában több mint 10 11 tonna .

A világ sótermelése a 21. század elejére. elérte a 200 millió tonnát, ennek 60%-át a vegyipar (klór- és nátrium-hidroxid, valamint papírpép, textil, fém, gumi és olaj előállítására), 30%-át az élelmiszeripar, 10%-át a egyéb tevékenységi területek. A nátrium-kloridot például olcsó jégoldó szerként használják.

Nátrium-karbonát A Na 2 CO 3 -ot gyakran szódának vagy egyszerűen szódának nevezik. A természetben őrölt sóoldat, tavakban sóoldat és nátron 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 ásványok formájában található meg. Nátriumformák és más különféle hidratált karbonátok, bikarbonátok, vegyes és kettős karbonátok, például Na 2CO 3 7H 2 O, Na 2 CO 3 3 NaHCO 3, aKCO 3. n H 2 O, K 2 CO 3 NaHCO 3 2H 2 O.

Az iparilag előállított lúgos elemek sói közül a nátrium-karbonátnak van a legnagyobb jelentősége. Leggyakrabban az Ernst Solvay belga vegyész-technológus által 1863-ban kidolgozott módszert alkalmazzák az előállításához.

A nátrium-klorid és ammónia tömény vizes oldatát enyhe nyomáson szén-dioxiddal telítjük. Ebben az esetben viszonylag rosszul oldódó nátrium-hidrogén-karbonát csapadék képződik (a NaHCO 3 oldhatósága 9,6 g / 100 g víz 20 ° C-on):

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

A szóda előállításához a nátrium-hidrogén-karbonátot kalcinálják:

A felszabaduló szén-dioxid visszakerül az első folyamatba. További szén-dioxidot nyernek kalcium-karbonát (mészkő) égetésével:

A reakció második termékét, a kalcium-oxidot (mész) használják az ammónia ammónium-kloridból történő regenerálására:

Így a Solvay-módszerrel végzett szódagyártás egyetlen mellékterméke a kalcium-klorid.

Teljes folyamategyenlet:

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

Nyilvánvaló, hogy normál körülmények között vizes oldatban a fordított reakció megy végbe, mivel ebben a rendszerben az egyensúly teljesen eltolódik jobbról balra a kalcium-karbonát oldhatatlansága miatt.

A természetes alapanyagokból nyert szóda (természetes szóda) jobb minőségű az ammónia módszerrel előállított szódához képest (0,2%-nál kisebb kloridtartalom). Ráadásul a fajlagos tőkebefektetések és a természetes alapanyagokból előállított szóda költsége 40-45%-kal alacsonyabb, mint a szintetikusan előállítotté. A világ szódatermelésének körülbelül egyharmada természetes lelőhelyekből származik.

A világ Na 2 CO 3 termelése 1999-ben a következőképpen oszlott meg:

A világ legnagyobb természetes szódatermelője az USA, ahol a legnagyobb feltárt trona- és szódatavak sós készletei koncentrálódnak. A wyomingi lelőhely 3 m vastag réteget alkot, területe 2300 km 2. Tartalékai meghaladják a 10 10 tonnát Az USA-ban a szódaipar a természetes alapanyagokra koncentrál. az utolsó szódaszintézis üzemet 1985-ben zárták be. Az Egyesült Államokban a szódatermelés 10,3–10,7 millió tonnán stabilizálódott az elmúlt években.

Az Egyesült Államokkal ellentétben a világ legtöbb országa szinte teljes mértékben a szintetikus szóda termelésétől függ. Kína a világon a második helyen áll a szódagyártás terén az Egyesült Államok után. Ennek a vegyszernek a termelése Kínában 1999-ben elérte a 7,2 millió tonnát. Ugyanebben az évben az oroszországi szódatermelés körülbelül 1,9 millió tonnát tett ki.

A nátrium-karbonát sok esetben felcserélhető nátrium-hidroxiddal (például papírpép, szappan, tisztítószerek előállítása során). A nátrium-karbonát körülbelül felét az üvegiparban használják fel. Az egyik növekvő alkalmazás az erőművekből és nagy kemencékből származó gázkibocsátásból származó kénszennyeződések eltávolítása. Az üzemanyaghoz nátrium-karbonát port adnak, amely reakcióba lép a kén-dioxiddal, és szilárd termékeket, különösen nátrium-szulfitot képez, amely szűrhető vagy kicsapható.

A nátrium-karbonátot korábban széles körben használták "mosószódaként", de ez az alkalmazás mára megszűnt más háztartási tisztítószerek használata miatt.

A nátrium-hidrogén-karbonát NaHCO 3 (szódabikarbóna) főként szén-dioxid-forrásként használatos kenyérsütésben, édességek készítésében, szénsavas italok és mesterséges ásványvizek gyártásában, tűzoltó szerek összetevőjeként és gyógyszerként. Ez annak köszönhető, hogy 50-100 ° C-on könnyen lebomlik.

Nátrium-szulfát A Na 2 SO 4 a természetben vízmentes (tenardit) és dekahidrát (mirabilit, Glauber-só) formában fordul elő. Az astrachonit Na 2 Mg(SO 4) 2 4H 2 O, vantoffite Na 2 Mg(SO 4) 2, glauberit Na 2 Ca(SO 4) 2 része. A legnagyobb nátrium-szulfát készletek a FÁK-országokban, valamint az USA-ban, Chilében és Spanyolországban vannak. A sós tavak természetes lerakódásaiból vagy sós vizéből izolált mirabilit 100 °C-on dehidratálódik. A nátrium-szulfát a hidrogén-klorid kénsavval történő előállításának mellékterméke, valamint több száz ipari folyamat végterméke a kénsav semlegesítése nátrium-hidroxiddal.

A nátrium-szulfát előállítására vonatkozó adatokat nem teszik közzé, de a természetes nyersanyag globális termelését évente körülbelül 4 millió tonnára becsülik. A nátrium-szulfát, mint melléktermék kinyerését globálisan 1,5–2,0 millió tonnára becsülik.

A nátrium-szulfátot sokáig alig használták. Manapság ez az anyag a papíripar alapja, mivel a Na 2 SO 4 a fő reagens a barna csomagolópapír és hullámkarton előállítására szolgáló kraft cellulózgyártásban. A faforgácsot vagy fűrészport forró lúgos nátrium-szulfát oldatban dolgozzák fel. Feloldja a lignint (a fa komponensét, amely a rostokat összetartja), és felszabadítja a cellulózszálakat, amelyeket aztán papírgyártó gépekbe küldenek. A maradék oldatot addig párologtatjuk, amíg égni nem képes, gőzt biztosítva a növénynek és hőt a párolgáshoz. Az olvadt nátrium-szulfát és -hidroxid lángálló, és újra felhasználható.

A nátrium-szulfát kisebb részét üveg- és mosószerek előállításához használják fel. A Na 2 SO 4 ·10H 2 O (Glauber-só) hidratált formája hashajtó. Jelenleg kevesebbet használják, mint korábban.

Nátrium-nitrát A NaNO 3-at nátriumnak vagy chilei nitrátnak nevezik. Úgy tűnik, hogy a Chilében talált nagy mennyiségű nátrium-nitrát lerakódások szerves maradványok biokémiai bomlásával jöttek létre. A kezdetben felszabaduló ammónia valószínűleg salétromsavvá és salétromsavvá oxidálódott, amelyek ezután reagáltak az oldott nátrium-kloriddal.

A nátrium-nitrátot nitrózus gázok (nitrogén-oxidok keveréke) nátrium-karbonát- vagy -hidroxid-oldattal történő abszorpciójával vagy kalcium-nitrát nátrium-szulfáttal történő cseréjével nyerik.

A nátrium-nitrátot műtrágyaként használják. A folyékony sós hűtőközegek, a fémmegmunkáló iparban alkalmazott oltófürdők és a hőtároló készítmények alkotórésze. 40% NaNO 2, 7% NaNO 3 és 53% KNO 3 háromkomponensű keveréke használható olvadásponttól (142°C) ~600°C-ig. A nátrium-nitrátot oxidálószerként használják robbanóanyagokban, rakéta-üzemanyagokban, és pirotechnikai kompozíciók. Üveg- és nátriumsók, köztük a nitrit előállítására használják, amely élelmiszer-tartósítószerként szolgál.

Nátrium-nitrit A NaNO 2 nátrium-nitrát hőbontásával vagy redukciójával nyerhető:

NaNO 3 + Pb = NaNO 2 + PbO

A nátrium-nitrit ipari előállításához a nitrogén-oxidokat nátrium-karbonát vizes oldata abszorbeálja.

A nátrium-nitrit NaNO 2 -t amellett, hogy nitrátokkal együtt használják hővezető olvadékként, széles körben használják azofestékek gyártásában, korróziógátlásra és hús tartósítására.

Elena Savinkina

További információk a témában

A fehérjék, szerkezetük és funkcióik

Sajtok, kovászok, enzimek és minden, ami a tejtermékekkel kapcsolatos

Hol vannak Szent Panteleimon gyógyító ereklyéi és miben segítenek?

KRESZ didaktikai játékok kártyamutatója

A középső csoportos gyerekeknek szóló ökológiai oktatási tevékenység kivonata „A Csepp utazása Ökológiai lecke segítsünk a cseppen

Befektetett eszközök éves átlagos bekerülési értéke A befektetett eszközök éves átlagos bekerülési értékének kiszámítása statisztikához