Apakah natrium termasuk logam atau non-logam? Adalah suatu kesalahan untuk percaya bahwa pilihan kedua. Natrium adalah logam lunak berwarna putih keperakan yang muncul pada tabel periodik dengan nomor atom 11.

Apalagi (atau lebih tepatnya senyawanya) sudah dikenal sejak zaman kuno! Bahkan Alkitab menyebutkan natrium sebagai salah satu bahan dalam produk pembersih. Namun, ini adalah catatan sejarah, meski menarik. Sekarang ada baiknya membicarakan fitur elemen ini dan karakteristik lainnya.

Properti fisik

Jadi, jawaban atas pertanyaan “Apakah natrium termasuk logam atau non-logam?” sangat jelas. Bahkan hanya dengan melihat substansi ini, Anda dapat memahami segalanya. Jelas sekali bahwa meskipun memiliki warna putih keperakan, ia memiliki warna ungu pada lapisan tipis.

Ini adalah zat yang sangat plastik. Logam lunak adalah logam yang dapat ditempa tanpa banyak usaha dan juga dicirikan oleh keuletan dan kemampuan melebur. Namun dalam kaitannya dengan natrium, kata ini dapat diterapkan dalam arti harfiah. Itu bisa dipotong dengan pisau tanpa usaha. Ngomong-ngomong, potongan segar bersinar sangat terang. Properti lainnya termasuk:

• Kepadatan. Dalam kondisi normal - 0,971 g/cm³.
• Titik leleh dan titik didih masing-masing adalah 97,81 °C dan 882,95 °C.
• Kapasitas panas molar - 28,23 J/(K.mol).
• Kalor jenis peleburan dan penguapan masing-masing adalah 2,64 kJ/mol dan 97,9 kJ/mol.
• Volume molar - 23,7 cm³/mol.

Perlu dicatat bahwa di bawah tekanan, natrium (Na) berubah menjadi merah dan transparan. Dalam keadaan ini, logam ini sangat mirip dengan rubi.

Jika Anda menempatkannya pada suhu kamar, ia akan membentuk kristal dalam simetri kubik. Namun, dengan menurunkannya ke suhu −268 °C, Anda dapat melihat bagaimana logam berubah menjadi fase heksagonal. Untuk memahami apa yang kita bicarakan, ingat saja grafit. Ini adalah contoh utama kristal heksagonal.

Oksidasi dan pembakaran

Sekarang kita beralih ke sifat kimia natrium (Na). Logam alkali ini jika terkena udara mudah teroksidasi. Akibatnya terbentuk natrium oksida (Na 2 O). Itu terlihat seperti kristal kubik tidak berwarna. Ini adalah zat anorganik biner pembentuk garam yang digunakan sebagai reagen dalam proses sintesis. Ini digunakan untuk membuat natrium hidroksida dan senyawa lainnya.

Oleh karena itu, untuk melindungi logam dari paparan oksigen, disimpan dalam minyak tanah.

Namun selama pembakaran, terbentuk natrium peroksida (Na 2 O 2). Mereka tampak seperti kristal putih-kuning, yang ditandai dengan interaksi kuat dengan air, disertai pelepasan panas. Na 2 O 2 digunakan untuk memutihkan sutra, wol, kain, jerami, viscose dan pulp kayu.

Reaksi dengan air

Natrium logam lunak berwarna putih keperakan juga berhasil berinteraksi dengan H2O. Reaksi dengan air sangat hebat. Sepotong kecil natrium yang ditempatkan dalam cairan ini mengapung ke permukaan dan mulai meleleh karena panas yang dihasilkan. Akibatnya, ia berubah menjadi bola putih, yang bergerak cepat di sepanjang permukaan air ke berbagai arah.

Reaksi yang sangat spektakuler ini disertai dengan pelepasan hidrogen. Saat melakukan percobaan seperti itu, harus berhati-hati karena dapat memicu kebakaran. Dan semuanya terjadi menurut persamaan berikut: 2Na + 2H 2 O → 2NaOH + H 2.

Interaksi dengan bukan logam

Natrium adalah logam, bisa juga disebut zat pereduksi kuat. Namun, seperti zat alkali lainnya. Jadi ia bereaksi kuat dengan banyak nonlogam selain karbon, yodium, dan gas mulia, termasuk radon radioaktif, kripton, neon, xenon, argon, dan helium. Reaksinya terlihat seperti ini: 2Na + Cl 2 → 2NaCl. Atau contoh lainnya: 2Na + H 2 → 250-450 °C 2NaH.

Perlu dicatat bahwa natrium lebih aktif daripada litium. Pada prinsipnya, ia dapat bereaksi dengan nitrogen, tetapi sangat buruk (dalam pelepasan pijar). Akibat interaksi ini, terbentuk zat tidak stabil yang disebut natrium nitrida. Ini adalah kristal abu-abu gelap yang bereaksi dengan air dan terurai saat dipanaskan. Mereka dibentuk menurut persamaan: 6Na + N 2 → 2Na 3 N.

Reaksi dengan asam

Mereka juga harus dicantumkan, berbicara tentang karakteristik kimia natrium. Zat ini bereaksi dengan asam encer seperti logam biasa. Tampilannya seperti ini: 2Na + 2HCl → 2NaCl + H2.

Natrium berinteraksi secara berbeda dengan zat pekat yang ditandai dengan reaksi oksidatif; reaksi tersebut disertai dengan pelepasan produk reduksi. Berikut contoh rumusnya: 8Na + 10NHO 3 → 8NaNO 3 + 3H 2 O.

Perlu juga dicatat bahwa natrium logam alkali mudah larut dalam amonia cair (NH 3), larutan 10% yang dikenal semua orang sebagai amonia. Persamaannya seperti ini: Na + 4NH3 → - 40°C Na 4. Sebagai hasil dari reaksi ini, terbentuk larutan berwarna biru.

Logam ini juga berinteraksi dengan gas amonia, tetapi ketika dipanaskan. Reaksinya terlihat seperti ini: 2Na + 2NH3 → 35 0°C 2NaNH 2 + H 2.

Koneksi lainnya

Saat membuat daftar sifat-sifat utama natrium, perlu juga disebutkan bahwa ia dapat berinteraksi dengan merkuri, unsur unik yang dalam kondisi normal berbentuk cairan berat berwarna putih-perak, sekaligus merupakan logam.

Sebagai hasil dari reaksi ini, suatu paduan terbentuk. Nama persisnya adalah natrium amalgam. Zat ini digunakan sebagai zat pereduksi, sifatnya lebih lembut dibandingkan logam murni. Jika Anda memanaskannya dengan kalium, Anda mendapatkan paduan cair.

Logam ini juga dapat larut dalam apa yang disebut eter mahkota - senyawa makroheterosiklik, tetapi hanya dengan adanya pelarut organik. Sebagai hasil dari reaksi ini, terbentuk alkalida (garam, zat pereduksi kuat) atau elektrida (pelarut biru).

Perlu juga disebutkan bahwa alkil halida, yang merupakan zat karbon halogen, dengan kelebihan natrium menghasilkan senyawa organosodium. Di udara mereka biasanya menyala secara spontan. Dan di dalam air mereka meledak.

Aplikasi

Sifat dan karakteristik natrium memungkinkannya digunakan secara luas dalam industri, metalurgi dan kimia preparatif sebagai zat pereduksi yang kuat. Selain itu, zat ini terlibat:

• Dalam pengeringan pelarut organik.
• Dalam produksi baterai sulfur-natrium.
• Di katup buang mesin truk. Memainkan peran heat sink cair.
• Dalam pembuatan kabel listrik yang didesain untuk arus tinggi.
• Dalam paduan dengan cesium, rubidium dan kalium. Bersama dengan zat-zat ini, natrium membentuk pendingin yang sangat efisien, yang digunakan untuk neutron cepat dalam reaktor nuklir.
• Pada lampu pelepasan gas.

Dan ini hanyalah beberapa bidang penerapannya. Namun zat yang paling umum di dunia adalah natrium klorida. Ini ditemukan di hampir setiap rumah karena merupakan garam meja.

Perlu juga disebutkan bahwa kerak bumi terdiri dari 2,6% natrium. Dan secara umum, ia berada di peringkat ke-7 dalam peringkat unsur yang paling umum di alam dan di peringkat ke-5 dalam daftar logam yang paling umum. Natrium dalam bentuk murni tidak dapat ditemukan di alam, karena aktif secara kimia, tetapi ditemukan dalam jumlah besar dalam bentuk sulfat, karbonat, nitrat, dan klorida.

Peran biologis

Jadi, semua dasar-dasar topik “Apakah natrium termasuk logam atau non-logam?” itu dikatakan. Terakhir, beberapa kata tentang peran biologis zat ini.

Natrium merupakan bagian integral dari setiap organisme hidup. Manusia tidak terkecuali. Berikut perannya:

• Mempertahankan tekanan osmotik.
• Mengangkut karbon dioksida.
• Menormalkan keseimbangan air.
• Mempromosikan pengangkutan glukosa, asam amino, anion melalui membran sel.
• Pertukarannya dengan ion kalium mempengaruhi pembentukan potensial aksi.
• Secara positif mempengaruhi metabolisme protein.
• Berperan dalam proses hidrasi.

Natrium disertakan di hampir semua produk. Namun sumber utamanya adalah garam dan soda kue. Vitamin D meningkatkan penyerapan zat ini.

Kekurangan natrium tidak terjadi, namun masalah terkait konsumsi natrium dalam jumlah yang tidak mencukupi dapat terjadi selama puasa. Hal ini penuh dengan penurunan berat badan, muntah, gangguan penyerapan monosakarida, dan pembentukan gas di saluran pencernaan. Dalam kasus yang sangat parah, neuralgia dan kejang terjadi. Oleh karena itu, lebih baik jangan biarkan tubuh Anda mengalami kelaparan yang parah.

Natrium dan senyawanya telah dikenal manusia sejak zaman dahulu. Mungkin senyawa yang paling populer dan terkenal adalah natrium klorida atau lebih dikenal dengan garam meja. Garam meja merupakan komponen penting dari hampir semua hidangan. Menurut para ilmuwan, orang mulai mengonsumsi garam meja beberapa ribu tahun yang lalu.

Senyawa populer lainnya adalah natrium karbonat. Natrium karbonat adalah soda biasa yang dijual di toko mana pun. Zat tersebut juga telah digunakan manusia sejak zaman dahulu sebagai deterjen. Dengan demikian, manusia telah terpapar natrium dan senyawanya setiap hari selama puluhan dan ratusan tahun. Natrium mudah bereaksi dengan unsur logam dan nonlogam, membentuk paduan dan senyawa yang banyak digunakan dalam industri. Mari kita lihat lebih dekat sifat dan karakteristik logam ini.

Karakteristik natrium

Properti fisik

Natrium adalah logam lunak dan ulet yang dapat dipotong dengan sangat mudah menggunakan pisau. Warnanya putih keperakan dan kilau metalik yang khas. Logam menghantarkan panas dan listrik dengan baik. Atom natrium dihubungkan oleh ikatan logam.

Sifat kimia

Ketika bereaksi dengan unsur kimia lain, atom natrium dengan mudah melepaskan elektron valensi. Dalam hal ini, atom natrium berubah menjadi ion bermuatan positif.

• Natrium teroksidasi dengan sangat cepat di udara terbuka. Inilah sebabnya mengapa logam biasanya disimpan dalam minyak tanah.
• Ketika dibakar dalam oksigen, membentuk senyawa natrium peroksida (Na 2 O 2)
• Ketika dipanaskan, Natrium bereaksi dengan hidrogen membentuk hidrida (2NaH)
• Natrium cukup mudah bereaksi dengan nonlogam seperti belerang, porselen dan lain-lain.
• Natrium juga mampu bereaksi dengan logam. Ini menghasilkan berbagai paduan yang banyak digunakan di bidang manufaktur dan industri.
• Natrium bereaksi hebat dengan air.

Menemukan natrium di alam

Natrium berada di urutan ketujuh dalam daftar unsur paling umum di Bumi. Natrium juga merupakan logam kelima yang paling umum. Di antara logam-logam tersebut, satu-satunya logam yang lebih sering ditemukan daripada natrium adalah aluminium, besi, kalsium dan magnesium.

Natrium tidak terdapat di alam dalam bentuk murni. Alasannya adalah tingginya aktivitas kimia natrium. Unsur ini terdapat di alam sebagai klorida, karbonat, nitrat, sulfat dan garam lainnya.

Dimana natrium ditemukan di alam?

Pertama, kandungan natrium yang cukup tinggi tercatat di kerak bumi. Proporsi zatnya sekitar 2,6%.

Kedua, natrium dan senyawanya ditemukan dalam jumlah besar di tempat-tempat di mana laut purba menguap.

Tempat lain di mana natrium dan senyawanya terakumulasi adalah perairan laut. Para ilmuwan telah menghitung bahwa seluruh garam yang ada di Samudra Dunia berjumlah sekitar 19 juta kilometer kubik.

Natrium juga ditemukan dalam jumlah kecil pada makhluk hidup. Pada saat yang sama, kandungan natrium pada hewan sedikit lebih tinggi dibandingkan pada tumbuhan. Ion natrium dalam organisme hidup mempunyai fungsi penting: memfasilitasi transmisi impuls saraf.

Penerapan natrium dalam industri

Natrium banyak digunakan di banyak industri: kimia, metalurgi, nuklir, makanan, industri ringan dan lainnya.

Dalam industri kimia, natrium digunakan untuk memproduksi berbagai deterjen dan produk pembersih, pupuk dan antiseptik.

Dalam metalurgi, natrium digunakan dalam proses produksi zat lain seperti torium, uranium, titanium, zirkonium dan senyawa lainnya. Natrium bertindak sebagai zat pereduksi dalam reaksi tersebut.

Natrium juga banyak digunakan dalam energi nuklir. Natrium dan paduannya digunakan sebagai pendingin.

Dalam industri ringan, natrium banyak digunakan untuk pengolahan kulit.

Sodium merupakan elemen penting dalam industri makanan. Natrium klorida, lebih dikenal sebagai garam meja, mungkin merupakan bahan tambahan makanan yang paling umum, yang tanpanya hidangan apa pun tidak dapat disiapkan.

Garis besar perkuliahan:

1. Distribusi natrium di alam.

2. Latar belakang sejarah.

3. Sifat fisik natrium

4. 4.Sifat kimia natrium

5. Memperoleh natrium.

6. 6.Memperoleh natrium.

Sodium(Natrium), Na, unsur kimia golongan I sistem periodik Mendeleev: nomor atom 11, massa atom 22,9898; logam lunak berwarna putih keperakan yang dengan cepat teroksidasi dari permukaan di udara. Unsur alam terdiri dari satu isotop stabil, 23 Na.

Referensi sejarah. Senyawa alami Natrium - garam meja NaCl, soda Na 2 CO 3 - telah dikenal sejak zaman dahulu. Nama "Natrium" berasal dari bahasa Arab natrun, bahasa Yunani. nitron, awalnya disebut soda alami. Sudah di abad ke-18, ahli kimia mengetahui banyak senyawa natrium lainnya. Namun logam itu sendiri baru diperoleh pada tahun 1807 oleh G. Davy dengan cara elektrolisis soda kaustik NaOH. Di Inggris, AS, Prancis, unsur tersebut disebut Natrium (dari kata Spanyol soda - soda), di Italia - sodio.

MenyebarNatrium di alam.

Natrium merupakan unsur khas yang terdapat di bagian atas kerak bumi. Kandungan rata-ratanya di litosfer adalah 2,5% massa, pada batuan beku asam (granit dan lain-lain) 2,77, pada batuan basa (basal dan lain-lain) 1,94, pada batuan ultrabasa (batuan mantel) 0,57. Karena isomorfisme Na + dan Ca 2+, karena kedekatan jari-jari ioniknya, feldspar natrium-kalsium (plagioklas) terbentuk di batuan beku. Di biosfer terdapat diferensiasi Natrium yang tajam: batuan sedimen, rata-rata, kekurangan Natrium (0,66% pada lempung dan serpih); hanya terdapat sedikit Natrium di sebagian besar tanah (rata-rata 0,63%). Jumlah total mineral Natrium adalah 222. Na tertahan lemah di benua dan dibawa oleh sungai ke laut dan samudera, dengan kandungan rata-rata 1,035% (Na adalah unsur logam utama air laut). Selama penguapan, garam natrium diendapkan di laguna laut pesisir, serta di danau kontinental di stepa dan gurun, membentuk lapisan batuan yang mengandung garam. Mineral utama sumber Natrium dan senyawanya adalah halit (garam batu) NaCl, sendawa Chile NaNO 3, tenardit Na 2 SO 4, mirabilit Na 2 SO 4 10H 2 O, trona NaH(CO 3) 2 2H 2 O Na merupakan bioelemen penting, makhluk hidup rata-rata mengandung 0,02% Na; Jumlahnya lebih banyak pada hewan daripada tumbuhan.

Properti fisikNatrium

Pada suhu biasa, Natrium mengkristal dalam kisi kubik, a = 4,28 Å. Jari-jari atom 1,86Å, jari-jari ionik Na+ 0,92Å. Massa jenis 0,968 g/cm 3 (19,7 °C), titik leleh 97,83 °C, titik didih 882,9 °C; kapasitas panas spesifik (20 °C) 1,23 10 3 J/(kg K) atau 0,295 kal/(g derajat); koefisien konduktivitas termal 1,32·10 2 W/(m·K) atau 0,317 kal/(cm·detik·deg); koefisien suhu ekspansi linier (20 °C) 7.1·10 -5; resistivitas listrik (0 °C) 4,3·10 -8 ohm·m (4,3·10 -6 ohm·cm). Natrium bersifat paramagnetik, kerentanan magnetik spesifik +9,2·10 -6; sangat plastik dan lembut (mudah dipotong dengan pisau).

Sifat kimiaNatrium

Potensi elektroda normal Natrium adalah -2,74 V; potensial elektroda dalam lelehan -2,4 V. Uap natrium mewarnai nyala api dengan warna kuning cerah yang khas. Konfigurasi elektron terluar atom adalah 3s 1; Dalam semua senyawa yang diketahui, Natrium bersifat monovalen. Aktivitas kimianya sangat tinggi. Ketika berinteraksi langsung dengan oksigen, tergantung pada kondisinya, Na 2 O oksida atau Na 2 O 2 peroksida terbentuk - zat kristal tidak berwarna. Dengan air, Natrium membentuk NaOH hidroksida dan H2; reaksinya mungkin disertai dengan ledakan. Asam mineral membentuk garam yang larut dalam air dengan Natrium, namun Natrium relatif inert terhadap asam sulfat 98-100%.

Reaksi Natrium dengan hidrogen dimulai pada 200 °C dan menghasilkan produksi NaH hidrida, zat kristal higroskopis yang tidak berwarna. Natrium bereaksi langsung dengan fluor dan klor bahkan pada suhu biasa, dengan brom - hanya jika dipanaskan; tidak ada interaksi langsung yang diamati dengan yodium. Bereaksi hebat dengan belerang, membentuk natrium sulfida; interaksi uap natrium dengan nitrogen di medan pelepasan listrik yang tenang mengarah pada pembentukan Na 3 N nitrida, dan dengan karbon pada 800-900 ° C - hingga produksi Na 2 C 2 karbida.

Natrium larut dalam amonia cair (34,6 g per 100 g NH 3 pada 0°C) untuk membentuk kompleks amonia. Ketika gas amonia dilewatkan melalui Natrium cair pada suhu 300-350 °C, natrium amina NaNH 2 terbentuk - zat kristal tidak berwarna yang mudah terurai oleh air. Diketahui sejumlah besar senyawa organosodium, yang sifat kimianya sangat mirip dengan senyawa organolitium, tetapi lebih unggul dalam reaktivitasnya. Senyawa organosodium digunakan dalam sintesis organik sebagai zat alkilasi.

Natrium merupakan komponen dari banyak paduan yang penting secara praktis. Paduan Na–K, mengandung 40-90% K (berdasarkan massa) pada suhu sekitar 25°C, merupakan cairan berwarna putih keperakan yang sangat reaktif secara kimia dan mudah terbakar di udara. Konduktivitas listrik dan konduktivitas termal paduan Na–K cair lebih rendah dari nilai Na dan K yang sesuai. Amalgam natrium mudah diperoleh dengan memasukkan Natrium logam ke dalam merkuri; dengan kandungan Na lebih dari 2,5% (berat) pada suhu biasa sudah berbentuk padat.

KuitansiNatrium.

Metode industri utama untuk memproduksi Natrium adalah elektrolisis garam NaCl cair yang mengandung aditif KCl, NaF, CaCl 2 dan lain-lain, yang menurunkan titik leleh garam menjadi 575-585 °C. Elektrolisis NaCl murni akan menyebabkan hilangnya Natrium dalam jumlah besar melalui penguapan, karena titik leleh NaCl (801 °C) dan titik didih Na (882,9 °C) sangat dekat. Elektrolisis dilakukan dalam elektroliser dengan diafragma, katoda terbuat dari besi atau tembaga, anoda terbuat dari grafit. Klorin diproduksi bersamaan dengan Natrium. Metode lama untuk memperoleh Natrium adalah elektrolisis lelehan natrium hidroksida NaOH, yang jauh lebih mahal daripada NaCl, tetapi terurai secara elektrolitik pada suhu yang lebih rendah (320-330 °C).

AplikasiNatrium.

Natrium dan paduannya banyak digunakan sebagai pendingin untuk proses yang memerlukan pemanasan seragam pada kisaran 450-650 °C - pada katup mesin pesawat terbang dan khususnya pada pembangkit listrik tenaga nuklir. Dalam kasus terakhir, paduan Na–K berfungsi sebagai pendingin logam cair (kedua elemen memiliki penampang penyerapan neutron termal yang kecil, untuk gudang Na 0,49); paduan ini dicirikan oleh titik didih tinggi dan koefisien perpindahan panas dan tidak berinteraksi dengan bahan struktural pada suhu tinggi yang dikembangkan di pembangkit listrik, reaktor nuklir. Senyawa NaPb (10% Na menurut beratnya) digunakan dalam produksi timbal tetraetil, bahan anti ketukan yang paling efektif. Pada paduan berbahan dasar timbal (0,73% Ca, 0,58% Na, dan 0,04% Li) yang digunakan untuk pembuatan bantalan gandar gerbong kereta api, Natrium merupakan bahan tambahan penguat. Dalam metalurgi, Natrium berfungsi sebagai zat pereduksi aktif dalam produksi beberapa logam langka (Ti, Zr, Ta) dengan metode metalotermik; dalam sintesis organik - dalam reaksi reduksi, kondensasi, polimerisasi dan lain-lain.

Karena aktivitas kimia Natrium yang tinggi, penanganannya memerlukan kehati-hatian. Hal ini sangat berbahaya jika air bersentuhan dengan Sodium, yang dapat menyebabkan kebakaran dan ledakan. Mata harus dilindungi dengan kacamata, tangan dengan sarung tangan karet tebal; Kontak Natrium dengan kulit atau pakaian basah dapat menyebabkan luka bakar parah.

Sodium
Nomor atom	11
Penampakan zat sederhana	logam lunak berwarna putih keperakan
Sifat-sifat atom
Massa atom (masa molar)	22.989768 a. em (/mol)
Jari-jari atom	190 malam
Energi ionisasi (elektron pertama)	495,6(5,14) kJ/mol (eV)
Konfigurasi elektronik	3s 1
Sifat kimia
Jari-jari kovalen	154 sore
Jari-jari ion	97 (+1e) sore
Keelektronegatifan (menurut Pauling)	0,93
Potensi elektroda	-2.71V
Keadaan oksidasi	1
Sifat termodinamika suatu zat sederhana
Kepadatan	0,971 /cm³
Kapasitas panas molar	28,23 J/(mol)
Konduktivitas termal	142,0 W/( ·)
Suhu leleh	370,96
Panas Mencair	2,64 kJ/mol
Suhu mendidih	1156,1
Panas penguapan	97,9 kJ/mol
Volume molar	23,7 cm³/mol
Kisi kristal dari zat sederhana
Struktur kisi	berpusat pada badan kubik
Parameter kisi	4,230
rasio c/a	—
Suhu Debye	150 K

Tidak	11
22,98977
3s 1
Sodium

Sodium —elemen subgrup utama golongan pertama, periode ketiga sistem periodik unsur kimia DI Mendeleev, dengan nomor atom 11. Dilambangkan dengan simbol Na (lat. Natrium). Zat sederhana natrium (nomor CAS: 7440-23-5) merupakan logam alkali lunak dengan warna putih keperakan.

Dalam air, natrium berperilaku hampir sama dengan litium: reaksi berlangsung dengan pelepasan hidrogen yang cepat, dan natrium hidroksida terbentuk dalam larutan.

Sejarah dan asal usul nama tersebut

Natrium (atau lebih tepatnya, senyawanya) telah digunakan sejak zaman kuno. Misalnya soda (natron), yang ditemukan secara alami di perairan danau soda di Mesir. Orang Mesir kuno menggunakan soda alami untuk pembalseman, memutihkan kanvas, memasak makanan, dan membuat cat dan glasir. Pliny the Elder menulis bahwa di Delta Nil, soda (mengandung cukup banyak kotoran) diisolasi dari air sungai. Dijual dalam bentuk potongan besar, berwarna abu-abu atau bahkan hitam karena adanya campuran batu bara.

Natrium pertama kali diperoleh oleh ahli kimia Inggris Humphry Davy pada tahun 1807 dengan elektrolisis NaOH padat.

Nama "natrium" berasal dari bahasa Arab natrun dalam bahasa Yunani - nitron dan aslinya mengacu pada soda alami. Unsur itu sendiri sebelumnya disebut Natrium.

Kuitansi

Cara pertama untuk menghasilkan natrium adalah reaksi reduksi sodium karbonat batubara ketika memanaskan campuran zat-zat berikut dalam wadah besi hingga suhu 1000°C:

Na 2 CO 3 +2C=2Na+3CO

Kemudian metode lain untuk memperoleh natrium muncul - elektrolisis lelehan natrium hidroksida atau natrium klorida.

Properti fisik

Natrium logam disimpan dalam minyak tanah

Penentuan kualitatif natrium menggunakan nyala api - warna kuning cerah dari spektrum emisi “garis natrium D”, doublet 588.9950 dan 589.5924 nm.

Natrium adalah logam berwarna putih keperakan, berlapis tipis dengan warna ungu, plastik, bahkan lunak (mudah dipotong dengan pisau), potongan natrium segar mengkilat. Nilai hantaran listrik dan panas natrium cukup tinggi, massa jenisnya 0,96842 g/cm³ (pada suhu 19,7°C), titik lelehnya 97,86°C, dan titik didihnya 883,15°C.

Sifat kimia

Logam alkali yang mudah teroksidasi di udara. Untuk melindungi dari oksigen atmosfer, natrium logam disimpan di bawah lapisan minyak tanah. Natrium kurang aktif dibandingkan litium, oleh karena itu dengan nitrogen hanya bereaksi jika dipanaskan:

2Na + 3N 2 = 2NaN 3

Ketika terdapat kelebihan oksigen dalam jumlah besar, natrium peroksida akan terbentuk

2Na + O 2 = Na 2 O 2

Aplikasi

Logam natrium banyak digunakan dalam kimia preparatif dan industri sebagai zat pereduksi kuat, termasuk dalam metalurgi. Natrium digunakan dalam produksi baterai natrium-sulfur yang sangat boros energi. Ini juga digunakan pada katup buang truk sebagai heat sink. Kadang-kadang, logam natrium digunakan sebagai bahan kabel listrik yang dimaksudkan untuk mengalirkan arus yang sangat tinggi.

Dalam paduan dengan kalium, serta dengan rubidium dan sesium digunakan sebagai pendingin yang sangat efisien. Khususnya, komposisi paduannya adalah natrium 12%, kalium 47 %, sesium 41% memiliki rekor titik leleh rendah yaitu −78 °C dan telah diusulkan sebagai fluida kerja untuk mesin roket ion dan pendingin untuk pembangkit listrik tenaga nuklir.

Natrium juga digunakan pada lampu pelepasan tekanan tinggi dan rendah (HPLD dan LPLD). Lampu NLVD jenis DNaT (Arc Sodium Tubular) sangat banyak digunakan pada penerangan jalan raya. Mereka mengeluarkan cahaya kuning terang. Masa pakai lampu HPS 12-24 ribu jam. Oleh karena itu, lampu pelepasan gas tipe HPS sangat diperlukan untuk penerangan perkotaan, arsitektur, dan industri. Ada juga lampu DNaS, DNaMT (Arc Sodium Matte), DNaZ (Arc Sodium Mirror) dan DNaTBR (Arc Sodium Tubular Without Mercury).

Logam natrium digunakan dalam analisis kualitatif bahan organik. Paduan natrium dan zat uji dinetralkan etanol, tambahkan beberapa mililiter air suling dan bagi menjadi 3 bagian, uji J. Lassaigne (1843), bertujuan untuk menentukan nitrogen, sulfur dan halogen (uji Beilstein)

— Natrium klorida (garam meja) adalah penyedap dan pengawet tertua yang digunakan.
— Natrium azida (Na 3 N) digunakan sebagai zat nitridasi dalam metalurgi dan produksi timbal azida.
— Natrium sianida (NaCN) digunakan dalam metode hidrometalurgi untuk pelindian emas dari batuan, serta dalam nitrokarburisasi baja dan pelapisan listrik (perak, penyepuhan).
— Natrium klorat (NaClO 3) digunakan untuk menghancurkan vegetasi yang tidak diinginkan di rel kereta api.

Peran biologis

Di dalam tubuh, natrium sebagian besar ditemukan di luar sel (sekitar 15 kali lebih banyak dibandingkan di sitoplasma). Perbedaan ini dipertahankan oleh pompa natrium-kalium, yang memompa keluar natrium yang terperangkap di dalam sel.

Bersama dengankaliumnatrium melakukan fungsi-fungsi berikut:
Penciptaan kondisi terjadinya potensial membran dan kontraksi otot.
Mempertahankan konsentrasi osmotik darah.
Menjaga keseimbangan asam-basa.
Normalisasi keseimbangan air.
Memastikan transportasi membran.
Aktivasi banyak enzim.

Natrium ditemukan di hampir semua makanan, meski sebagian besar tubuh memperolehnya dari garam meja. Penyerapan terutama terjadi di lambung dan usus halus. Vitamin D meningkatkan penyerapan natrium, namun makanan yang terlalu asin dan makanan kaya protein mengganggu penyerapan normal. Jumlah natrium yang diambil dari makanan menunjukkan kandungan natrium dalam urin. Makanan kaya natrium ditandai dengan percepatan ekskresi.

Kekurangan natrium pada pelaku diet makanan seimbang tidak terjadi pada manusia, namun beberapa masalah dapat timbul pada pola makan vegetarian. Defisiensi sementara mungkin disebabkan oleh penggunaan diuretik, diare, keringat berlebih, atau asupan air berlebih. Gejala kekurangan natrium antara lain penurunan berat badan, muntah, gas di saluran cerna, dan gangguan penyerapan asam amino dan monosakarida. Kekurangan jangka panjang menyebabkan kram otot dan neuralgia.

Kelebihan natrium menyebabkan pembengkakan pada kaki dan wajah, serta peningkatan ekskresi kalium melalui urin. Jumlah maksimum garam yang dapat diproses oleh ginjal adalah sekitar 20-30 gram; jumlah yang lebih besar dapat mengancam jiwa.

Senyawa natrium

Natrium, Natrium, Na (11)
Nama natrium – natrium, natrium berasal dari kata kuno yang umum di Mesir, di kalangan orang Yunani kuno (vixpov) dan Romawi. Ini ditemukan di Pliny (Nitron) dan penulis kuno lainnya dan berhubungan dengan neter Ibrani. Di Mesir kuno, natron, atau nitron, umumnya disebut alkali yang diperoleh tidak hanya dari danau soda alami, tetapi juga dari abu tumbuhan. Itu digunakan untuk mencuci, membuat glasir, dan membuat mumi mayat. Pada Abad Pertengahan, nama nitron (nitron, natron, nataron), serta boron (baurach), juga diterapkan pada sendawa (Nitrum). Alkemis Arab menyebut alkali sebagai alkali. Dengan ditemukannya bubuk mesiu di Eropa, sendawa (Sal Petrae) mulai dibedakan secara ketat dari basa, dan pada abad ke-17. sudah dibedakan antara alkali yang tidak mudah menguap, atau alkali tetap, dan alkali yang mudah menguap (Alkali volatil). Pada saat yang sama, perbedaan dibuat antara nabati (Alkali fixum vegetabile - potash) dan mineral alkali (Alkali fixum minerale - soda).

Pada akhir abad ke-18. Klaproth memperkenalkan nama Natron, atau soda, untuk alkali mineral, dan untuk alkali nabati, Kali.Lavoisier tidak menempatkan alkali dalam “Tabel Benda Sederhana,” yang menunjukkan dalam catatannya bahwa alkali mungkin merupakan zat kompleks yang pernah ada. Suatu hari nanti mereka akan membusuk. Memang, pada tahun 1807 Davy, dengan elektrolisis alkali padat yang sedikit dibasahi, memperoleh logam bebas - kalium dan natrium, menyebutnya kalium dan natrium. Tahun berikutnya, Gilbert, penerbit Annals of Physics yang terkenal, mengusulkan agar logam baru tersebut diberi nama kalium dan natrium (Natronium); Berzelius menyingkat nama terakhir menjadi “natrium” (Natrium). Pada awal abad ke-19. di Rusia natrium disebut natrium (Dvigubsky, 182i; Solovyov, 1824); Strakhov mengusulkan nama sod (1825). Garam natrium disebut, misalnya, soda sulfat, soda klorida, dan sekaligus soda asetat (Dvigubsky, 1828). Hess, mengikuti contoh Berzelius, memperkenalkan nama natrium.

Isi artikel

SODIUM– (Natrium) Na, unsur kimia golongan 1 (Ia) Tabel Periodik, termasuk dalam unsur basa. Nomor atom 11, massa atom relatif 22,98977. Di alam ada satu isotop stabil 23 Na. Enam isotop radioaktif dari unsur ini diketahui, dua di antaranya menarik bagi ilmu pengetahuan dan kedokteran. Natrium-22, dengan waktu paruh 2,58 tahun, digunakan sebagai sumber positron. Sodium-24 (waktu paruhnya sekitar 15 jam) digunakan dalam pengobatan untuk diagnosis dan pengobatan beberapa bentuk leukemia.

Keadaan oksidasi +1.

Senyawa natrium telah dikenal sejak zaman dahulu. Natrium klorida merupakan komponen penting dari makanan manusia. Dipercaya bahwa orang mulai menggunakannya pada zaman Neolitikum, yaitu. sekitar 5–7 ribu tahun yang lalu.

Perjanjian Lama menyebutkan zat yang disebut “neter.” Zat ini digunakan sebagai deterjen. Kemungkinan besar, neter adalah soda, natrium karbonat yang terbentuk di danau asin Mesir dengan pantai berkapur. Penulis Yunani Aristoteles dan Dioscorides kemudian menulis tentang zat yang sama, tetapi dengan nama “nitron”, dan sejarawan Romawi kuno Pliny the Elder, menyebutkan zat yang sama, menyebutnya “nitrum”.

Pada abad ke-18 Ahli kimia telah mengetahui banyak senyawa natrium yang berbeda. Garam natrium banyak digunakan dalam pengobatan, penyamakan kulit, dan pewarnaan kain.

Natrium logam pertama kali diperoleh oleh ahli kimia dan fisikawan Inggris Humphry Davy dengan elektrolisis lelehan natrium hidroksida (menggunakan kolom volta dari 250 pasang pelat tembaga dan seng). Nama "natrium" yang dipilih oleh Davy untuk unsur ini mencerminkan asal usulnya dari soda Na 2 CO 3 . Nama Latin dan Rusia untuk unsur ini berasal dari bahasa Arab “natrun” (soda alami).

Distribusi natrium di alam dan ekstraksi industrinya.

Natrium merupakan unsur terbanyak ketujuh dan logam terbanyak kelima (setelah aluminium, besi, kalsium, dan magnesium). Kandungannya di kerak bumi adalah 2,27%. Sebagian besar natrium ditemukan di berbagai aluminosilikat.

Deposit besar garam natrium dalam bentuk yang relatif murni terdapat di semua benua. Mereka adalah hasil penguapan laut purba. Proses ini masih berlangsung di Salt Lake (Utah), Laut Mati dan tempat lainnya. Natrium terdapat dalam bentuk NaCl klorida (halit, garam batu), serta karbonat Na 2 CO 3 NaHCO 3 2H 2 O (trona), nitrat NaNO 3 (sendawa), sulfat Na 2 SO 4 10H 2 O (mirabilite ) , tetraborat Na 2 B 4 O 7 10 H 2 O (boraks) dan Na 2 B 4 O 7 4H 2 O (kernite) dan garam lainnya.

Terdapat cadangan natrium klorida yang tidak ada habisnya dalam air garam alami dan perairan laut (sekitar 30 kg m–3). Diperkirakan garam batu dalam jumlah yang setara dengan kandungan natrium klorida di Samudra Dunia akan menempati volume 19 juta meter kubik. km (50% lebih banyak dari total volume benua Amerika Utara di atas permukaan laut). Sebuah prisma sebesar ini dengan luas alas 1 m2. km bisa mencapai Bulan sebanyak 47 kali.

Kini total produksi natrium klorida dari air laut telah mencapai 6–7 juta ton per tahun, yaitu sekitar sepertiga dari total produksi dunia.

Materi hidup rata-rata mengandung 0,02% natrium; Jumlahnya lebih banyak pada hewan daripada tumbuhan.

Karakteristik zat sederhana dan produksi industri logam natrium.

Natrium adalah logam berwarna putih keperakan, berlapis tipis dengan warna ungu, plastik, bahkan lunak (mudah dipotong dengan pisau), potongan natrium segar mengkilat. Nilai daya hantar listrik dan daya hantar panas natrium cukup tinggi, massa jenis 0,96842 g/cm 3 (pada 19,7 °C), titik leleh 97,86 °C, titik didih 883,15 °C.

Paduan terner, yang mengandung 12% natrium, 47% kalium, dan 41% cesium, memiliki titik leleh terendah untuk sistem logam, yaitu –78 °C.

Natrium dan senyawanya mewarnai nyala api dengan warna kuning cerah. Garis ganda dalam spektrum natrium berhubungan dengan transisi 3 S 1–3P 1 dalam atom unsur.

Aktivitas kimia natrium tinggi. Di udara, ia dengan cepat ditutupi dengan lapisan campuran peroksida, hidroksida, dan karbonat. Natrium terbakar dalam oksigen, fluor, dan klorin. Ketika logam dibakar di udara, terbentuk Na 2 O 2 peroksida (dengan campuran Na 2 O oksida).

Natrium bereaksi dengan belerang ketika digiling dalam mortar dan mereduksi asam sulfat menjadi belerang atau bahkan sulfida. Karbon dioksida padat (“es kering”) meledak jika bersentuhan dengan natrium (alat pemadam api karbon dioksida tidak dapat digunakan untuk memadamkan api natrium!). Dengan nitrogen, reaksi hanya terjadi pada pelepasan listrik. Natrium tidak hanya berinteraksi dengan gas inert.

Natrium bereaksi aktif dengan air:

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

Panas yang dilepaskan selama reaksi cukup untuk melelehkan logam. Oleh karena itu, jika sepotong kecil natrium dilemparkan ke dalam air, ia akan meleleh karena efek termal dari reaksi tersebut dan setetes logam, yang lebih ringan dari air, “berlari” di sepanjang permukaan air, didorong oleh gaya reaktif. dari hidrogen yang dilepaskan. Natrium bereaksi jauh lebih tenang dengan alkohol dibandingkan dengan air:

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

Natrium mudah larut dalam amonia cair untuk membentuk larutan metastabil berwarna biru cerah dengan sifat yang tidak biasa. Pada suhu –33,8°C, hingga 246 g logam natrium larut dalam 1000 g amonia. Larutan encer berwarna biru, larutan pekat berwarna perunggu. Mereka dapat disimpan selama sekitar satu minggu. Telah ditetapkan bahwa dalam amonia cair, natrium terionisasi:

Na Na + + e –

Konstanta kesetimbangan reaksi ini adalah 9,9·10 –3. Elektron yang keluar dilarutkan oleh molekul amonia dan membentuk kompleks –. Solusi yang dihasilkan memiliki konduktivitas listrik logam. Ketika amonia menguap, logam aslinya tetap ada. Bila larutan disimpan dalam waktu lama, lama kelamaan larutan berubah warna akibat reaksi logam dengan amonia membentuk Amida NaNH 2 atau imida Na 2 NH dan pelepasan hidrogen.

Natrium disimpan di bawah lapisan cairan dehidrasi (minyak tanah, minyak mineral) dan hanya diangkut dalam wadah logam tertutup.

Metode elektrolitik untuk produksi industri natrium dikembangkan pada tahun 1890. Elektrolisis dilakukan pada lelehan natrium hidroksida, seperti dalam eksperimen Davy, tetapi menggunakan sumber energi yang lebih canggih daripada kolom volta. Dalam proses ini, bersama dengan natrium, oksigen dilepaskan:

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

Selama elektrolisis natrium klorida murni, timbul masalah serius, pertama-tama terkait dengan kedekatan titik leleh natrium klorida dan titik didih natrium dan, kedua, dengan tingginya kelarutan natrium dalam natrium klorida cair. Menambahkan kalium klorida, natrium fluorida, kalsium klorida ke natrium klorida memungkinkan Anda mengurangi suhu leleh hingga 600° C. Produksi natrium dengan elektrolisis campuran eutektik cair (paduan dua zat dengan titik leleh terendah) 40% NaCl dan 60% CaCl 2 pada ~580° C dalam sel yang dikembangkan oleh insinyur Amerika G. Downs, dimulai pada tahun 1921 oleh DuPont di dekat pembangkit listrik di Air Terjun Niagara.

Proses berikut terjadi pada elektroda:

katoda (besi): Na + + e – = Na

Ca 2+ + 2e – = Ca

anoda (grafit): 2Cl – – 2e – = Cl 2.

Logam natrium dan kalsium terbentuk pada katoda baja berbentuk silinder dan diangkat oleh tabung dingin tempat kalsium membeku dan jatuh kembali ke dalam lelehan. Klorin yang dihasilkan di anoda grafit pusat dikumpulkan di bawah atap nikel dan kemudian dimurnikan.

Saat ini, volume produksi logam natrium beberapa ribu ton per tahun.

Penggunaan logam natrium dalam industri disebabkan oleh sifat pereduksinya yang kuat. Untuk waktu yang lama, sebagian besar logam yang dihasilkan digunakan untuk memproduksi timbal tetraetil PbEt 4 dan timbal tetrametil PbMe 4 (zat anti ketukan untuk bensin) dengan mereaksikan alkil klorida dengan paduan natrium dan timbal pada tekanan tinggi. Sekarang produksi ini menurun drastis karena pencemaran lingkungan.

Area penerapan lainnya adalah produksi titanium, zirkonium, dan logam lainnya dengan mereduksi kloridanya. Natrium dalam jumlah yang lebih kecil digunakan untuk menghasilkan senyawa seperti hidrida, peroksida, dan alkoholat.

Natrium terdispersi merupakan katalis yang berharga dalam produksi karet dan elastomer.

Ada peningkatan penggunaan natrium cair sebagai cairan penukar panas dalam reaktor nuklir neutron cepat. Titik leleh natrium yang rendah, viskositas rendah, penampang serapan neutron yang kecil, dikombinasikan dengan kapasitas panas dan konduktivitas termal yang sangat tinggi, menjadikannya (dan paduannya dengan kalium) bahan yang sangat diperlukan untuk tujuan ini.

Natrium secara andal membersihkan minyak transformator, eter, dan zat organik lainnya dari sisa air, dan dengan bantuan natrium amalgam, Anda dapat dengan cepat menentukan kadar air dalam banyak senyawa.

Senyawa natrium.

Natrium membentuk satu set senyawa lengkap dengan semua anion biasa. Dipercaya bahwa dalam senyawa semacam itu terdapat pemisahan muatan yang hampir sempurna antara bagian kationik dan anionik dari kisi kristal.

Natrium oksida Na 2 O disintesis melalui reaksi Na 2 O 2, NaOH, dan paling disukai NaNO 2, dengan logam natrium:

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

2NaOH + 2Na = 2Na2O + H2

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

Pada reaksi terakhir, natrium dapat diganti dengan natrium azida NaN 3:

5NaN3 + NaNO2 = 3Na2O + 8N2

Yang terbaik adalah menyimpan natrium oksida dalam bensin anhidrat. Ini berfungsi sebagai reagen untuk berbagai sintesis.

Natrium peroksida Na 2 O 2 berbentuk bubuk kuning pucat yang terbentuk dari oksidasi natrium. Dalam hal ini, dalam kondisi pasokan oksigen kering (udara) yang terbatas, Na 2 O oksida pertama kali terbentuk, yang kemudian berubah menjadi Na 2 O 2 peroksida. Dengan tidak adanya oksigen, natrium peroksida stabil secara termal hingga ~675°C.

Natrium peroksida banyak digunakan dalam industri sebagai bahan pemutih serat, pulp kertas, wol, dll. Ini adalah zat pengoksidasi kuat: meledak ketika dicampur dengan bubuk aluminium atau arang, bereaksi dengan belerang (dan menjadi panas), dan menyulut banyak cairan organik. Natrium peroksida bereaksi dengan karbon monoksida membentuk karbonat. Reaksi natrium peroksida dengan karbon dioksida melepaskan oksigen:

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

Reaksi ini memiliki aplikasi praktis yang penting dalam alat bantu pernapasan bagi awak kapal selam dan petugas pemadam kebakaran.

Natrium superoksida NaO 2 diperoleh dengan memanaskan natrium peroksida secara perlahan pada 200–450°C di bawah tekanan oksigen 10–15 MPa. Bukti pembentukan NaO 2 pertama kali diperoleh dari reaksi oksigen dengan natrium yang dilarutkan dalam amonia cair.

Aksi air pada natrium superoksida menyebabkan pelepasan oksigen bahkan dalam cuaca dingin:

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

Ketika suhu meningkat, jumlah oksigen yang dilepaskan meningkat seiring dengan dekomposisi natrium hidroperoksida yang dihasilkan:

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

Natrium superoksida adalah komponen sistem regenerasi udara di ruang terbatas.

Natrium ozonida NaO 3 dibentuk oleh aksi ozon pada bubuk natrium hidroksida anhidrat pada suhu rendah, diikuti dengan ekstraksi NaO 3 merah dengan amonia cair.

Natrium hidroksida NaOH sering disebut soda kaustik atau soda kaustik. Ini adalah basa kuat dan diklasifikasikan sebagai alkali tipikal. Banyak hidrat NaOH telah diperoleh dari larutan natrium hidroksida berair N H 2 O, dimana N= 1, 2, 2.5, 3.5, 4, 5.25 dan 7.

Natrium hidroksida sangat agresif. Ini menghancurkan kaca dan porselen karena interaksi dengan silikon dioksida yang dikandungnya:

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

Nama "soda kaustik" mencerminkan efek korosif natrium hidroksida pada jaringan hidup. Masuknya zat ini ke mata sangatlah berbahaya.

Dokter Duke of Orleans, Nicolas Leblanc (1742–1806), mengembangkan proses yang mudah untuk memproduksi natrium hidroksida dari NaCl pada tahun 1787 (paten 1791). Proses kimia industri skala besar pertama ini merupakan pencapaian teknologi besar di Eropa pada abad ke-19. Proses Leblanc kemudian digantikan oleh proses elektrolitik. Pada tahun 1874, produksi natrium hidroksida dunia mencapai 525 ribu ton, dimana 495 ribu ton di antaranya diperoleh dengan metode Leblanc; pada tahun 1902, produksi natrium hidroksida mencapai 1.800 ribu ton, namun hanya 150 ribu ton yang diperoleh dengan metode Leblanc.

Saat ini, natrium hidroksida merupakan alkali terpenting dalam industri. Produksi tahunan di AS saja melebihi 10 juta ton dan diperoleh dalam jumlah besar melalui elektrolisis air garam. Ketika larutan natrium klorida dielektrolisis, natrium hidroksida terbentuk dan klorin dilepaskan:

katoda (besi) 2H 2 O + 2 e– = H2 + 2OH –

anoda (grafit) 2Cl – – 2 e– = Kl 2

Elektrolisis disertai dengan konsentrasi alkali dalam evaporator besar. Yang terbesar di dunia (di pabrik PPG Inductries "Lake Charles) memiliki tinggi 41 m dan diameter 12 m. Sekitar setengah dari natrium hidroksida yang dihasilkan digunakan langsung dalam industri kimia untuk menghasilkan berbagai zat organik dan anorganik: fenol, resorsinol, b-naftol, garam natrium (hipoklorit, fosfat, sulfida, aluminat).Selain itu, natrium hidroksida digunakan dalam produksi kertas dan pulp, sabun dan deterjen, minyak, tekstil.Hal ini juga diperlukan dalam pengolahan bauksit Area penerapan natrium hidroksida yang penting adalah netralisasi asam.

Natrium klorida NaCl dikenal sebagai garam meja dan garam batu. Ini membentuk kristal kubik yang tidak berwarna dan sedikit higroskopis. Natrium klorida meleleh pada 801° C, mendidih pada 1413° C. Kelarutannya dalam air sedikit bergantung pada suhu: 35,87 g NaCl larut dalam 100 g air pada 20° C, dan 38,12 g pada 80° C.

Natrium klorida adalah bumbu makanan yang penting dan sangat diperlukan. Di masa lalu, harga garam setara dengan emas. Di Roma kuno, legiuner sering kali dibayar bukan dengan uang, tetapi dengan garam, oleh karena itu disebut prajurit.

Di Kievan Rus mereka menggunakan garam dari wilayah Carpathian, dari danau garam dan muara di Laut Hitam dan Laut Azov. Harganya sangat mahal sehingga pada pesta-pesta seremonial makanan ini disajikan di meja tamu-tamu terhormat, sementara yang lain hanya “menyeruput”.

Setelah wilayah Astrakhan dianeksasi ke negara Moskow, danau Kaspia menjadi sumber garam yang penting, namun jumlahnya masih belum mencukupi, harganya mahal, sehingga timbul ketidakpuasan di kalangan masyarakat termiskin, yang berkembang menjadi sebuah pemberontakan yang dikenal sebagai Kerusuhan Garam (1648)

Pada tahun 1711 Peter I mengeluarkan dekrit yang memperkenalkan monopoli garam. Perdagangan garam menjadi hak eksklusif negara. Monopoli garam berlangsung selama lebih dari seratus lima puluh tahun dan dihapuskan pada tahun 1862.

Saat ini natrium klorida adalah produk yang murah. Bersama dengan batu bara, batu kapur, dan belerang, ini adalah salah satu dari apa yang disebut sebagai bahan baku mineral “empat besar”, yang paling penting untuk industri kimia.

Sebagian besar natrium klorida diproduksi di Eropa (39%), Amerika Utara (34%) dan Asia (20%), sedangkan Amerika Selatan dan Oseania masing-masing hanya 3% dan Afrika 1%. Garam batu membentuk endapan bawah tanah yang luas (seringkali setebal ratusan meter) yang mengandung lebih dari 90% NaCl. Deposit garam khas Cheshire (sumber utama natrium klorida di Inggris Raya) meliputi area seluas 60 × 24 km dan memiliki lapisan garam setebal sekitar 400 m. Deposit ini sendiri diperkirakan bernilai lebih dari 10 11 ton .

Produksi garam dunia pada awal abad ke-21. mencapai 200 juta ton, 60% diantaranya dikonsumsi oleh industri kimia (untuk produksi klorin dan natrium hidroksida, serta pulp kertas, tekstil, logam, karet dan minyak), 30% oleh industri makanan, 10% oleh bidang kegiatan lainnya. Natrium klorida digunakan, misalnya, sebagai bahan penghilang es yang murah.

Sodium karbonat Na 2 CO 3 sering disebut soda ash atau sekadar soda. Ditemukan di alam dalam bentuk air garam tanah, air garam di danau dan mineral 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 Bentuk natrium dan berbagai karbonat terhidrasi lainnya, bikarbonat, karbonat campuran dan ganda, misalnya 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.

Di antara garam unsur alkali yang diperoleh secara industri, natrium karbonat adalah yang paling penting. Paling sering, metode yang dikembangkan oleh ahli kimia-teknolog Belgia Ernst Solvay pada tahun 1863 digunakan untuk produksinya.

Larutan natrium klorida dan amonia pekat dalam air dijenuhkan dengan karbon dioksida di bawah sedikit tekanan. Dalam hal ini, terbentuk endapan natrium bikarbonat yang relatif sukar larut (kelarutan NaHCO 3 adalah 9,6 g per 100 g air pada 20 ° C):

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

Untuk mendapatkan soda, natrium bikarbonat dikalsinasi:

Karbon dioksida yang dilepaskan dikembalikan ke proses pertama. Karbon dioksida tambahan diperoleh dengan mengkalsinasi kalsium karbonat (batu kapur):

Produk kedua dari reaksi ini, kalsium oksida (kapur), digunakan untuk meregenerasi amonia dari amonium klorida:

Jadi, satu-satunya produk sampingan dari produksi soda menggunakan metode Solvay adalah kalsium klorida.

Persamaan proses keseluruhan:

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

Jelasnya, dalam kondisi normal dalam larutan air terjadi reaksi sebaliknya, karena kesetimbangan dalam sistem ini bergeser seluruhnya dari kanan ke kiri karena ketidaklarutan kalsium karbonat.

Soda ash yang diperoleh dari bahan baku alami (natural soda ash) kualitasnya lebih baik dibandingkan soda yang dihasilkan dengan metode amonia (kandungan klorida kurang dari 0,2%). Selain itu, investasi modal spesifik dan harga soda yang terbuat dari bahan baku alami 40–45% lebih rendah dibandingkan yang diperoleh secara sintetis. Sekitar sepertiga produksi soda dunia kini berasal dari sumber alami.

Produksi Na 2 CO 3 dunia pada tahun 1999 didistribusikan sebagai berikut:

Total
Utara Amerika
Asia/Oseania
Pertengkaran. Eropa
Timur Eropa
Afrika
lat. Amerika

Produsen soda abu alami terbesar di dunia adalah Amerika Serikat, yang merupakan rumah bagi cadangan trona dan air garam danau soda terbesar yang dieksplorasi. Deposit di Wyoming membentuk lapisan setebal 3 m dan luas 2.300 km 2. Cadangannya melebihi 10 10 ton Di AS, industri soda berfokus pada bahan baku alami; pabrik sintesis soda terakhir ditutup pada tahun 1985. Produksi soda ash di Amerika Serikat telah stabil pada 10,3–10,7 juta ton dalam beberapa tahun terakhir.

Berbeda dengan Amerika Serikat, sebagian besar negara di dunia bergantung sepenuhnya pada produksi soda ash sintetis. Tiongkok menempati peringkat kedua dunia dalam produksi soda ash setelah Amerika Serikat. Produksi bahan kimia ini di China pada tahun 1999 mencapai sekitar 7,2 juta ton, sedangkan produksi soda ash di Rusia pada tahun yang sama berjumlah sekitar 1,9 juta ton.

Dalam banyak kasus, natrium karbonat dapat dipertukarkan dengan natrium hidroksida (misalnya, dalam produksi bubur kertas, sabun, produk pembersih). Sekitar setengah dari natrium karbonat digunakan dalam industri kaca. Salah satu penerapan yang berkembang adalah penghilangan kontaminan sulfur dari emisi gas dari pembangkit listrik dan tungku besar. Bubuk natrium karbonat ditambahkan ke bahan bakar, yang bereaksi dengan sulfur dioksida membentuk produk padat, terutama natrium sulfit, yang dapat disaring atau diendapkan.

Natrium karbonat sebelumnya banyak digunakan sebagai "soda cuci", namun penerapannya kini telah hilang karena penggunaan deterjen rumah tangga lainnya.

Natrium bikarbonat NaHCO 3 (baking soda) digunakan terutama sebagai sumber karbon dioksida dalam pembuatan roti, pembuatan kembang gula, pembuatan minuman berkarbonasi dan air mineral buatan, sebagai komponen senyawa pemadam kebakaran dan sebagai obat. Hal ini disebabkan kemudahan penguraiannya pada suhu 50–100°C.

Sodium sulfat Na 2 SO 4 terdapat di alam dalam bentuk anhidrat (thenardite) dan dalam bentuk dekahidrat (mirabilite, garam Glauber). Ini adalah bagian dari astrakhonit Na 2 Mg(SO 4) 2 4H 2 O, vanthoffite Na 2 Mg(SO 4) 2, glauberit Na 2 Ca(SO 4) 2. Cadangan natrium sulfat terbesar terdapat di negara-negara CIS, serta di Amerika Serikat, Chili, dan Spanyol. Mirabilite, diisolasi dari endapan alami atau air garam danau garam, mengalami dehidrasi pada suhu 100 ° C. Natrium sulfat juga merupakan produk sampingan dari produksi hidrogen klorida menggunakan asam sulfat, serta produk akhir dari ratusan proses industri yang menggunakan netralisasi asam sulfat dengan natrium hidroksida.

Data mengenai produksi natrium sulfat tidak dipublikasikan, namun produksi global bahan baku alami diperkirakan sekitar 4 juta ton per tahun. Pemulihan natrium sulfat sebagai produk sampingan diperkirakan secara global mencapai 1,5–2,0 juta ton.

Untuk waktu yang lama, natrium sulfat jarang digunakan. Sekarang bahan ini menjadi bahan dasar industri kertas, karena Na 2 SO 4 merupakan reagen utama dalam pembuatan pulp kraft untuk pembuatan kertas kado coklat dan karton bergelombang. Serutan kayu atau serbuk gergaji diproses dalam larutan natrium sulfat alkali panas. Ini melarutkan lignin (komponen kayu yang menyatukan serat) dan melepaskan serat selulosa, yang kemudian dikirim ke mesin pembuat kertas. Larutan yang tersisa diuapkan hingga mampu terbakar, menghasilkan uap untuk tanaman dan panas untuk penguapan. Natrium sulfat dan hidroksida cair tahan api dan dapat digunakan kembali.

Sebagian kecil natrium sulfat digunakan dalam produksi kaca dan deterjen. Bentuk terhidrasi dari Na 2 SO 4 ·10H 2 O (garam Glauber) adalah obat pencahar. Saat ini penggunaannya lebih sedikit dibandingkan sebelumnya.

Natrium nitrat NaNO 3 disebut natrium atau nitrat Chili. Deposit besar natrium nitrat yang ditemukan di Chili tampaknya terbentuk oleh dekomposisi biokimia sisa-sisa organik. Amonia yang dilepaskan awalnya mungkin dioksidasi menjadi asam nitrat dan asam nitrat, yang kemudian bereaksi dengan natrium klorida terlarut.

Natrium nitrat diperoleh dengan penyerapan gas nitrogen (campuran nitrogen oksida) dengan larutan natrium karbonat atau hidroksida, atau dengan interaksi pertukaran kalsium nitrat dengan natrium sulfat.

Natrium nitrat digunakan sebagai pupuk. Ini adalah komponen pendingin garam cair, rendaman pendinginan di industri pengerjaan logam, dan komposisi penyimpan panas. Campuran terner 40% NaNO 2, 7% NaNO 3 dan 53% KNO 3 dapat digunakan dari titik leleh (142° C) hingga ~600° C. Natrium nitrat digunakan sebagai zat pengoksidasi dalam bahan peledak, bahan bakar roket, dan komposisi kembang api. Ini digunakan dalam produksi garam kaca dan natrium, termasuk nitrit, yang berfungsi sebagai pengawet makanan.

Natrium nitrit NaNO 2 dapat diperoleh dengan dekomposisi termal natrium nitrat atau reduksinya:

NaNO 3 + Pb = NaNO 2 + PbO

Untuk produksi industri natrium nitrit, nitrogen oksida diserap oleh larutan natrium karbonat berair.

Natrium nitrit NaNO 2, selain digunakan dengan nitrat sebagai lelehan penghantar panas, banyak digunakan dalam produksi pewarna azo, untuk penghambatan korosi dan pengawetan daging.

Elena Savinkina