Este sodiul un metal sau un nemetal? Este o greșeală să crezi că a doua opțiune. Sodiul este un metal moale, alb-argintiu, care apare pe tabelul periodic la numărul atomic 11.

Mai mult, ea (sau mai bine zis compușii săi) este cunoscută din cele mai vechi timpuri! Chiar și Biblia menționează sodiul ca ingredient în produsele de curățare. Cu toate acestea, aceasta este o notă istorică, deși una interesantă. Acum merită să vorbim despre caracteristicile acestui element și despre celelalte caracteristici ale acestuia.

Proprietăți fizice

Deci, răspunsul la întrebarea „Este sodiul un metal sau un nemetal?” foarte clar. Chiar și doar privind această substanță, poți înțelege totul. Este evident că Care, de altfel, deși are o culoare alb-argintie, are o tentă violetă în straturi subțiri.

Aceasta este o substanță foarte plastică. Metalele moi sunt cele care pot fi forjate fără prea mult efort și se caracterizează, de asemenea, prin ductilitate și fuzibilitate. Dar în legătură cu sodiu, acest cuvânt poate fi aplicat în sens literal. Se poate tăia cu un cuțit fără efort. Apropo, o tăietură proaspătă strălucește foarte tare. Alte proprietăți includ:

• Densitate. În condiții normale - 0,971 g/cm³.
• Punctele de topire și de fierbere sunt de 97,81 °C și, respectiv, 882,95 °C.
• Capacitate de căldură molară - 28,23 J/(K.mol).
• Căldura specifică de fuziune și evaporare este de 2,64 kJ/mol și, respectiv, 97,9 kJ/mol.
• Volumul molar - 23,7 cm³/mol.

Este de remarcat faptul că, sub presiune, sodiul (Na) devine roșu și transparent. În această stare, acest metal este foarte asemănător cu rubinul.

Dacă îl așezi la temperatura camerei, formează cristale cu simetrie cubică. Cu toate acestea, scăzând-o la -268 °C, puteți vedea cum metalul se transformă în fază hexagonală. Pentru a înțelege despre ce vorbim, amintiți-vă doar de grafit. Acesta este un prim exemplu de cristal hexagonal.

Oxidare și ardere

Acum putem trece la proprietățile chimice ale sodiului (Na). Acest metal alcalin, atunci când este expus la aer, se oxidează ușor. Ca rezultat, se formează oxid de sodiu (Na 2 O). Arată ca niște cristale cubice incolore. Aceasta este o substanță anorganică binară care formează sare, care este utilizată ca reactiv în procesul de sinteză. Este folosit pentru a produce hidroxid de sodiu și alți compuși.

Prin urmare, pentru a proteja metalul de expunerea la oxigen, acesta este depozitat în kerosen.

Dar în timpul arderii se formează peroxid de sodiu (Na 2 O 2). Ele arată ca niște cristale alb-gălbui, care se caracterizează printr-o interacțiune viguroasă cu apa, însoțită de eliberarea de căldură. Na 2 O 2 este folosit pentru albirea mătasei, lânii, țesăturilor, paielor, viscozei și pastei de lemn.

Reacții cu apa

Sodiul metal moale alb-argintiu interacționează, de asemenea, cu succes cu H2O. Reacția cu apa este foarte violentă. O bucată mică de sodiu plasată în acest lichid plutește la suprafață și începe să se topească din cauza căldurii generate. Ca rezultat, se transformă într-o minge albă, care se mișcă rapid de-a lungul suprafeței apei în direcții diferite.

Această reacție foarte spectaculoasă este însoțită de eliberarea de hidrogen. Atunci când efectuați un astfel de experiment, trebuie să aveți grijă deoarece se poate aprinde. Și totul se întâmplă conform următoarei ecuații: 2Na + 2H 2 O → 2NaOH + H 2.

Interacțiuni cu nemetale

Sodiul este un metal, poate fi numit și un agent reducător puternic, ceea ce este. Ca și alte substanțe alcaline, totuși. Așadar, reacționează viguros cu multe nemetale, altele decât carbonul, iodul și gazele nobile, care includ radon radioactiv, cripton, neon, xenon, argon și heliu. Astfel de reacții arată astfel: 2Na + Cl 2 → 2NaCl. Sau iată un alt exemplu: 2Na + H 2 → 250-450 °C 2NaH.

Este de remarcat faptul că sodiul este mai activ decât litiul. În principiu, poate reacționa cu azotul, dar foarte slab (într-o descărcare strălucitoare). Ca rezultat al acestei interacțiuni, se formează o substanță instabilă numită nitrură de sodiu. Acestea sunt cristale de culoare gri închis care reacționează cu apa și se descompun atunci când sunt încălzite. Ele se formează după ecuația: 6Na + N 2 → 2Na 3 N.

Reacții cu acizi

De asemenea, ar trebui enumerate, vorbind despre caracteristicile chimice ale sodiului. Această substanță reacționează cu acizii diluați ca un metal obișnuit. Arata astfel: 2Na + 2HCl → 2NaCl + H2.

Sodiul interacționează diferit cu substanțele concentrate care se caracterizează prin reacții oxidative; astfel de reacții sunt însoțite de eliberarea de produși de reducere. Iată un exemplu de formulă: 8Na + 10NHO 3 → 8NaNO 3 + 3H 2 O.

De asemenea, merită remarcat faptul că sodiul de metal alcalin se dizolvă ușor în amoniac lichid (NH 3), o soluție de 10% din care este binecunoscută tuturor sub numele de amoniac. Ecuația arată astfel: Na + 4NH3 → - 40°C Na 4. Ca rezultat al acestei reacții, se formează o soluție albastră.

Metalul interacționează și cu amoniacul gazos, dar atunci când este încălzit. Această reacție arată astfel: 2Na + 2NH3 → 35 0°C 2NaNH 2 + H 2.

Alte conexiuni

La enumerarea principalelor proprietăți ale sodiului, este de menționat și faptul că acesta poate interacționa cu mercurul, un element unic care în condiții normale este un lichid greu alb-argintiu, fiind în același timp un metal.

Ca rezultat al acestei reacții, se formează un aliaj. Numele său exact este amalgam de sodiu. Această substanță este folosită ca agent reducător, proprietățile sale fiind mai moi decât metalul pur. Dacă îl încălziți cu potasiu, obțineți un aliaj lichid.

Acest metal se poate dizolva și în așa-numiții eteri de coroană - compuși macroheterociclici, dar numai în prezența solvenților organici. Ca rezultat al acestei reacții, se formează o alcalidă (o sare, un agent reducător puternic) sau o electridă (un solvent albastru).

De asemenea, este imposibil să nu menționăm că halogenurile de alchil, care sunt substanțe halogen-carbon, cu un exces de sodiu dau compuși organosodici. În aer se aprind de obicei spontan. Și în apă explodează.

Aplicație

Proprietățile și caracteristicile sodiului îi permit să fie utilizat pe scară largă în industrie, metalurgie și chimie preparativă ca agent reducător puternic. În plus, această substanță este implicată:

• La uscarea solvenţilor organici.
• În producerea bateriilor cu sulf-sodiu.
• În supapele de evacuare ale motoarelor de camioane. Joacă rolul unui radiator lichid.
• La fabricarea de fire electrice care sunt proiectate pentru curenți mari.
• În aliaje cu cesiu, rubidiu și potasiu. Împreună cu aceste substanțe, sodiul formează un lichid de răcire foarte eficient, care, apropo, este folosit pentru neutronii rapizi în reactoarele nucleare.
• În lămpile cu descărcare în gaz.

Și acestea sunt doar câteva dintre domeniile de aplicare a acestuia. Dar cea mai comună substanță din lume este clorura de sodiu. Se găsește aproape în fiecare casă, deoarece este sare de masă.

De asemenea, este imposibil să nu menționăm că scoarța terestră este formată din 2,6% sodiu. Și, în general, se află pe locul 7 în clasamentul celor mai comune elemente din natură și pe locul 5 în lista celor mai comune metale. Este imposibil să găsești sodiu în natură în formă pură, deoarece este activ din punct de vedere chimic, dar se găsește în cantități uriașe sub formă de sulfat, carbonat, nitrat și clorură.

Rolul biologic

Deci, toate elementele de bază despre subiectul „Este sodiul un metal sau un nemetal?” a fost spus. În sfârșit, câteva cuvinte despre rolul biologic al acestei substanțe.

Sodiul este o parte integrantă a oricărui organism viu. Omul nu face excepție. Iată rolurile lui:

• Menține presiunea osmotică.
• Transportă dioxidul de carbon.
• Normalizează echilibrul apei.
• Promovează transportul de glucoză, aminoacizi, anioni prin membranele celulare.
• Schimbul său cu ionii de potasiu influențează formarea potențialului de acțiune.
• Afectează pozitiv metabolismul proteinelor.
• Ia parte la procesul de hidratare.

Sodiul este inclus în aproape toate produsele. Dar sursele sale principale sunt sarea și bicarbonatul de sodiu. Vitamina D îmbunătățește absorbția acestei substanțe.

Deficitul de sodiu nu apare, dar problemele asociate cu consumul de cantități insuficiente pot apărea în timpul postului. Acest lucru este plin de pierdere în greutate, vărsături, absorbție afectată a monozaharidelor și formarea de gaze în tractul gastrointestinal. În cazuri deosebit de severe, apar nevralgie și convulsii. Prin urmare, este mai bine să nu vă supuneți corpul unei foame severă.

Sodiul și compușii săi sunt cunoscuți de oameni încă din cele mai vechi timpuri. Probabil cel mai popular și cunoscut compus este clorura de sodiu, mai cunoscută sub numele de sare de masă. Sarea de masă este o componentă esențială a aproape oricărui fel de mâncare. Potrivit oamenilor de știință, oamenii au început să mănânce sare de masă în urmă cu câteva mii de ani.

Un alt compus popular este carbonatul de sodiu. Carbonatul de sodiu este sifon obișnuit care se vinde în orice magazin. Substanța a fost folosită și de oameni din cele mai vechi timpuri ca detergent. Astfel, oamenii au fost expuși la sodiu și compușii săi în fiecare zi timp de multe zeci și sute de ani. Sodiul reacționează cu ușurință atât cu elementele metalice, cât și cu cele nemetalice, formând aliaje și compuși folosiți pe scară largă în industrie. Să aruncăm o privire mai atentă asupra proprietăților și caracteristicilor acestui metal.

Caracteristicile sodiului

Proprietăți fizice

Sodiul este un metal moale, ductil, care poate fi tăiat foarte ușor cu un cuțit. Are o culoare alb-argintiu și un luciu metalic caracteristic. Metalul conduce bine căldura și electricitatea. Atomii de sodiu sunt legați printr-o legătură metalică.

Proprietăți chimice

Când reacţionează cu alte elemente chimice, atomii de sodiu renunţă cu uşurinţă la electronii de valenţă. În acest caz, atomii de sodiu se transformă în ioni cu sarcină pozitivă.

• Sodiul se oxidează foarte repede în aer liber. Acesta este motivul pentru care metalul este de obicei depozitat în kerosen.
• Când este ars în oxigen, formează compusul peroxid de sodiu (Na 2 O 2)
• Când este încălzit, sodiul reacţionează cu hidrogenul pentru a forma o hidrură (2NaH)
• Sodiul reacționează destul de ușor cu nemetale precum sulful, porțelanul și altele.
• Sodiul este, de asemenea, capabil să reacționeze cu metalele. Acest lucru produce diferite aliaje care sunt utilizate pe scară largă în producție și industrie.
• Sodiul reacționează violent cu apa.

Găsind sodiu în natură

Sodiul se află pe locul șapte pe lista celor mai comune elemente de pe Pământ. Sodiul este, de asemenea, al cincilea cel mai frecvent metal. Dintre metale, singurele metale găsite mai des decât sodiul sunt aluminiul, fierul, calciul și magneziul.

Sodiul nu se găsește în natură în forma sa pură. Motivul pentru aceasta este activitatea chimică ridicată a sodiului. Elementul se găsește în natură sub formă de clorură, carbonat, azotat, sulfat și alte săruri.

Unde se găsește sodiul în natură?

În primul rând, în scoarța terestră se înregistrează un conținut destul de mare de sodiu. Proporția substanței este de aproximativ 2,6%.

În al doilea rând, sodiul și compușii săi se găsesc în cantități mari în locurile în care mările antice s-au evaporat.

Un alt loc unde se acumulează sodiul și compușii săi este apele oceanice. Oamenii de știință au calculat că toată sarea care se află în Oceanul Mondial este de aproximativ 19 milioane de kilometri cubi.

Sodiul se găsește și în cantități mici în ființele vii. În același timp, conținutul de sodiu la animale este puțin mai mare decât la plante. Ionii de sodiu din organismele vii îndeplinesc o funcție critică: facilitează transmiterea impulsurilor nervoase.

Aplicarea sodiului în industrie

Sodiul este utilizat pe scară largă în multe industrii: chimică, metalurgică, nucleară, alimentară, ușoară și alte industrii.

În industria chimică, sodiul este folosit pentru a produce diverși detergenți și produse de curățare, îngrășăminte și antiseptice.

În metalurgie, sodiul este utilizat în procesul de producere a altor substanțe precum toriu, uraniu, titan, zirconiu și alți compuși. Sodiul acționează ca un agent reducător în astfel de reacții.

Sodiul este, de asemenea, utilizat pe scară largă în energia nucleară. Sodiul și aliajele sale sunt folosite ca lichid de răcire.

În industria ușoară, sodiul este utilizat pe scară largă pentru prelucrarea pielii.

Sodiul este un element esențial în industria alimentară. Clorura de sodiu, mai cunoscută ca sare de masă, este poate cel mai comun aditiv alimentar, fără de care nu se poate pregăti niciun fel de mâncare.

Schema cursului:

1. Distribuția sodiului în natură.

2. Context istoric.

3. Proprietăţile fizice ale sodiului

4. 4.Proprietățile chimice ale sodiului

5. Obținerea sodiului.

6. 6.Obținerea sodiului.

Sodiu(Natrium), Na, element chimic din grupa I a sistemului periodic al lui Mendeleev: număr atomic 11, masă atomică 22,9898; un metal moale alb-argintiu care se oxidează rapid de la suprafață în aer. Elementul natural constă dintr-un izotop stabil, 23 Na.

Referință istorică. Compușii naturali ai sodiului - sare de masă NaCl, sodă Na 2 CO 3 - sunt cunoscuți din cele mai vechi timpuri. Numele „Sodiu” provine din arabul natrun, greacă. nitron, inițial referit la sifon natural. Deja în secolul al XVIII-lea, chimiștii cunoșteau mulți alți compuși ai sodiului. Cu toate acestea, metalul în sine a fost obținut abia în 1807 de către G. Davy prin electroliza sodei caustice NaOH. În Marea Britanie, SUA, Franța, elementul se numește Sodiu (de la cuvântul spaniol soda - sifon), în Italia - sodio.

Răspândireanatrii în natură.

Sodiul este un element tipic din partea superioară a scoarței terestre. Conținutul său mediu în litosferă este de 2,5% din masă, în rocile magmatice acide (granite și altele) 2,77, în roci bazice (bazalți și altele) 1,94, în rocile ultrabazice (roci de manta) 0,57. Datorită izomorfismului Na + și Ca 2+, datorită apropierii razelor lor ionice, în rocile magmatice se formează feldspați de sodiu-calciu (plagioclaze). În biosferă există o diferențiere accentuată a Sodiului: rocile sedimentare sunt, în medie, sărăcite în Sodiu (0,66% în argile și șisturi); există puțin din acesta în majoritatea solurilor (în medie 0,63%). Numărul total de minerale de sodiu este de 222. Na este slab reținut pe continente și adus de râuri în mări și oceane, unde conținutul său mediu este de 1,035% (Na este principalul element metalic al apei de mare). În timpul evaporării, sărurile de sodiu se depun în lagunele maritime de coastă, precum și în lacurile continentale de stepă și deșerturi, formând straturi de roci purtătoare de sare. Principalele minerale care sunt sursa de sodiu și compușii săi sunt halitul (sare de rocă) NaCl, salitrul chilian NaNO 3, tenardita Na 2 SO 4, mirabilite Na 2 SO 4 10H 2 O, trona NaH(CO 3) 2 2H 2 O Na este un bioelement important, materia vie conține în medie 0,02% Na; Există mai mult la animale decât la plante.

Proprietăți fizicenatrium

La temperatura obișnuită, sodiul cristalizează într-o rețea cubică, a = 4,28 Å. Raza atomică 1,86 Å, raza ionică Na+ 0,92 Å. Densitate 0,968 g/cm3 (19,7 °C), punct de topire 97,83 °C, punct de fierbere 882,9 °C; capacitate termică specifică (20 °C) 1,23 10 3 J/(kg K) sau 0,295 cal/(g grad); coeficient de conductivitate termică 1,32·10 2 W/(m·K) sau 0,317 cal/(cm·sec·deg); coeficient de temperatură de dilatare liniară (20 °C) 7,1·10 -5; rezistivitate electrică (0 °C) 4,3·10 -8 ohm·m (4,3·10 -6 ohm·cm). Sodiul este paramagnetic, sensibilitate magnetică specifică +9,2·10 -6; foarte plastic și moale (se taie ușor cu un cuțit).

Proprietăți chimicenatrium

Potențialul normal al electrodului de sodiu este de -2,74 V; potențialul electrodului în topitură -2,4 V. Vaporii de sodiu colorează flacăra o culoare galben strălucitor caracteristică. Configurația electronilor exteriori ai atomului este 3s 1; În toți compușii cunoscuți, sodiul este monovalent. Activitatea sa chimică este foarte mare. La interacțiunea directă cu oxigenul, în funcție de condiții, se formează oxid de Na 2 O sau peroxid de Na 2 O 2 - substanțe cristaline incolore. Cu apa, sodiul formeaza hidroxid NaOH si H2; reacția poate fi însoțită de o explozie. Acizii minerali formează săruri solubile în apă corespunzătoare cu sodiul, cu toate acestea, sodiul este relativ inert în ceea ce privește acidul sulfuric 98-100%.

Reacția sodiului cu hidrogenul începe la 200 °C și duce la producerea de hidrură de NaH, o substanță cristalină higroscopică incoloră. Sodiul reacționează direct cu fluorul și clorul chiar și la temperaturi obișnuite, cu brom - doar când este încălzit; nu se observă nicio interacțiune directă cu iodul. Reacționează violent cu sulful, formând sulfură de sodiu; interacțiunea vaporilor de sodiu cu azotul în câmpul unei descărcări electrice liniștite duce la formarea nitrurii de Na 3 N, iar cu carbonul la 800-900 ° C - la producerea de Na 2 C 2 carbură.

Sodiul se dizolvă în amoniac lichid (34,6 g per 100 g NH3 la 0°C) pentru a forma complexe de amoniac. Când amoniacul gazos este trecut prin sodiu topit la 300-350 °C, se formează amina de sodiu NaNH 2 - o substanță cristalină incoloră care se descompune ușor de apă. Se cunosc un număr mare de compuși organosodici, care în proprietăți chimice sunt foarte asemănătoare cu compușii organolitici, dar sunt superiori acestora ca reactivitate. Compușii organosodici sunt utilizați în sinteza organică ca agenți de alchilare.

Sodiul este o componentă a multor aliaje practic importante. Aliajele Na–K, care conțin 40-90% K (în masă) la o temperatură de aproximativ 25°C, sunt lichide de culoare alb-argintie care sunt foarte reactive chimic și inflamabile în aer. Conductivitatea electrică și conductibilitatea termică a aliajelor lichide Na–K sunt mai mici decât valorile corespunzătoare pentru Na și K. Amalgamurile de sodiu se obțin ușor prin introducerea de sodiu metalic în mercur; cu un conținut de peste 2,5% Na (în greutate) la temperaturi obișnuite sunt deja solide.

Chitanțănatrium.

Principala metodă industrială de producere a sodiului este electroliza sării de NaCl topită care conține aditivi KCl, NaF, CaCl 2 și alții, care reduc punctul de topire al sării la 575-585 °C. Electroliza NaCl pur ar duce la pierderi mari de sodiu din evaporare, deoarece punctele de topire ale NaCl (801 °C) și punctele de fierbere ale Na (882,9 °C) sunt foarte apropiate. Electroliza se realizează în electrolizoare cu diafragmă, catozii sunt din fier sau cupru, anozii sunt din grafit. Clorul este produs simultan cu Sodiul. Vechea metodă de obținere a Sodiului este electroliza hidroxidului de sodiu topit NaOH, care este mult mai scump decât NaCl, dar se descompune electrolitic la o temperatură mai scăzută (320-330 °C).

Aplicațienatrium.

Sodiul și aliajele sale sunt utilizate pe scară largă ca agenți de răcire pentru procesele care necesită încălzire uniformă în intervalul 450-650 °C - în supapele motoarelor de aeronave și în special în centralele nucleare. În ultimul caz, aliajele Na–K servesc ca lichide de răcire a metalelor (ambele elemente au secțiuni transversale mici de absorbție a neutronilor termici, pentru barn Na 0,49); aceste aliaje sunt caracterizate prin puncte de fierbere ridicate și coeficienți de transfer de căldură și nu interacționează cu materialele structurale la temperaturi ridicate dezvoltate în centralele electrice.reactoare nucleare. Compusul NaPb (10% Na în greutate) este utilizat în producția de plumb tetraetil, cel mai eficient agent antidetonant. În aliajul pe bază de plumb (0,73% Ca, 0,58% Na și 0,04% Li) utilizat pentru fabricarea rulmenților de osie pentru vagoane de cale ferată, Sodiul este un aditiv de întărire. În metalurgie, Sodiul servește ca agent reducător activ în producerea unor metale rare (Ti, Zr, Ta) prin metode metaloterme; în sinteza organică - în reacții de reducere, condensare, polimerizare și altele.

Datorită activității chimice ridicate a sodiului, manipularea acestuia necesită prudență. Este deosebit de periculos dacă apa intră în contact cu sodiul, ceea ce poate duce la incendiu și explozie. Ochii trebuie protejați cu ochelari de protecție, mâinile cu mănuși groase de cauciuc; Contactul sodiului cu pielea sau îmbrăcămintea umedă poate provoca arsuri grave.

Sodiu
Numar atomic	11
Aspectul unei substanțe simple	metal moale alb-argintiu
Proprietățile atomului
Masă atomică (Masă molară)	22,989768 a. e.m. (/mol)
Raza atomică	ora 190
Energie de ionizare (primul electron)	495,6(5,14) kJ/mol (eV)
Configuratie electronica	3s 1
Proprietăți chimice
Raza covalentă	ora 154
Raza ionică	97 (+1e) pm
Electronegativitatea (după Pauling)	0,93
Potențialul electrodului	-2,71 V
Stări de oxidare	1
Proprietățile termodinamice ale unei substanțe simple
Densitate	0,971 /cm³
Capacitate de căldură molară	28,23 J/(mol)
Conductivitate termică	142,0 W/( ·)
Temperatură de topire	370,96
Căldura de topire	2,64 kJ/mol
Temperatura de fierbere	1156,1
Căldura de vaporizare	97,9 kJ/mol
Volumul molar	23,7 cm³/mol
Rețea cristalină dintr-o substanță simplă
Structură cu zăbrele	cubic centrat pe corp
Parametrii rețelei	4,230
raport c/a	—
Debye temperatura	150 K

N / A	11
22,98977
3s 1
Sodiu

Sodiu —element subgrupa principală a primului grup, a treia perioadă a sistemului periodic de elemente chimice a lui D.I. Mendeleev, cu număr atomic 11. Notat cu simbolul Na (lat. Natrium). Substanța simplă sodiu (număr CAS: 7440-23-5) este un metal alcalin moale cu o culoare alb-argintie.

În apă, sodiul se comportă aproape la fel ca litiul: reacția are loc cu eliberarea rapidă a hidrogenului, iar hidroxidul de sodiu se formează în soluție.

Istoria și originea numelui

Sodiul (sau mai degrabă, compușii săi) a fost folosit din cele mai vechi timpuri. De exemplu, sifon (natron), găsit în mod natural în apele lacurilor de sifon din Egipt. Vechii egipteni foloseau sifon natural pentru îmbălsămare, albire pânzei, gătit alimente și pentru a face vopsele și glazuri. Pliniu cel Bătrân scrie că în Delta Nilului, soda (conținea o proporție suficientă de impurități) a fost izolată din apa râului. A ieșit la vânzare sub formă de bucăți mari, colorate gri sau chiar negru datorită amestecului de cărbune.

Sodiul a fost obținut pentru prima dată de chimistul englez Humphry Davy în 1807 prin electroliza NaOH solid.

Numele „sodiu” provine din arabă natrunîn greacă - nitron și inițial se referea la sifon natural. Elementul în sine a fost numit anterior sodiu.

Chitanță

Prima modalitate de a produce sodiu a fost reacția de reducere bicarbonat de sodiu cărbune la încălzirea unui amestec apropiat de aceste substanțe într-un recipient de fier la 1000°C:

Na2C03+2C=2Na+3CO

Apoi a apărut o altă metodă de producere a sodiului - electroliza hidroxidului de sodiu topit sau a clorurii de sodiu.

Proprietăți fizice

Sodiu metalic depozitat în kerosen

Determinarea calitativă a sodiului folosind o flacără - culoare galben strălucitor a spectrului de emisie al „liniei D de sodiu”, dublu 588,9950 și 589,5924 nm.

Sodiul este un metal alb-argintiu, în straturi subțiri cu o tentă violet, plastic, chiar moale (tăiat ușor cu un cuțit), o tăietură proaspătă de sodiu este strălucitoare. Valorile conductivității electrice și termice ale sodiului sunt destul de ridicate, densitatea este de 0,96842 g/cm³ (la 19,7 ° C), punctul de topire este de 97,86 ° C, iar punctul de fierbere este de 883,15 ° C.

Proprietăți chimice

Un metal alcalin care se oxidează ușor în aer. Pentru a proteja împotriva oxigenului atmosferic, sodiul metalic este depozitat sub un strat kerosenul. Sodiul este mai puțin activ decât litiu, deci cu azot reactioneaza numai la incalzire:

2Na + 3N 2 = 2NaN 3

Când există un exces mare de oxigen, se formează peroxid de sodiu

2Na + O 2 = Na 2 O 2

Aplicație

Sodiul metalic este utilizat pe scară largă în chimia preparativă și industrie ca agent reducător puternic, inclusiv în metalurgie. Sodiul este utilizat în producția de baterii de sodiu-sulf extrem de consumatoare de energie. De asemenea, este folosit în supapele de evacuare a camioanelor ca radiator. Ocazional, metalul de sodiu este folosit ca material pentru firele electrice destinate să transporte curenți foarte mari.

Într-un aliaj cu potasiu, precum și cu rubidiu și cesiu folosit ca lichid de răcire foarte eficient. În special, compoziția aliajului este sodiu 12%, potasiu 47 %, cesiu 41% au un punct de topire scăzut record de -78 °C și a fost propus ca fluid de lucru pentru motoarele cu rachete ionice și ca lichid de răcire pentru centralele nucleare.

Sodiul este, de asemenea, utilizat în lămpile cu descărcare de înaltă și joasă presiune (HPLD și LPLD). Lămpile NLVD de tip DNaT (Arc Sodium Tubular) sunt foarte utilizate în iluminatul stradal. Ei emit o lumină galbenă strălucitoare. Durata de viață a lămpilor HPS este de 12-24 mii de ore. Prin urmare, lămpile cu descărcare în gaz de tip HPS sunt indispensabile pentru iluminatul urban, arhitectural și industrial. Există și lămpi DNaS, DNaMT (Arc Sodium Matte), DNaZ (Arc Sodium Mirror) și DNaTBR (Arc Sodium Tubular Without Mercury).

Sodiul metalic este utilizat în analiza calitativă a materiei organice. Aliajul de sodiu și substanța de testat este neutralizat etanol, se adaugă câțiva mililitri de apă distilată și se împarte în 3 părți, testul lui J. Lassaigne (1843), care vizează determinarea azotului, sulfului și halogenilor (testul Beilstein)

— Clorura de sodiu (sare de masă) este cel mai vechi aromatizant și conservant folosit.
— Azida de sodiu (Na 3 N) este utilizată ca agent de nitrurare în metalurgie și în producerea azidei de plumb.
— Cianura de sodiu (NaCN) este utilizată în metoda hidrometalurgică de levigare a aurului din roci, precum și în nitrocarburarea oțelului și în galvanizare (argentire, aurire).
— Cloratul de sodiu (NaClO 3) este utilizat pentru a distruge vegetația nedorită de pe șinele de cale ferată.

Rolul biologic

În organism, sodiul se găsește mai ales în afara celulelor (de aproximativ 15 ori mai mult decât în ​​citoplasmă). Această diferență este menținută de pompa de sodiu-potasiu, care pompează sodiul prins în interiorul celulei.

Impreuna cupotasiusodiul îndeplinește următoarele funcții:
Crearea condițiilor pentru apariția potențialului membranar și a contracțiilor musculare.
Menținerea concentrației osmotice din sânge.
Mentinerea echilibrului acido-bazic.
Normalizarea echilibrului apei.
Asigurarea transportului membranar.
Activarea multor enzime.

Sodiul se găsește în aproape toate alimentele, deși organismul obține cea mai mare parte din sarea de masă. Absorbția are loc în principal în stomac și intestinul subțire. Vitamina D îmbunătățește absorbția sodiului, cu toate acestea, alimentele excesiv de sărate și alimentele bogate în proteine ​​interferează cu absorbția normală. Cantitatea de sodiu preluată din alimente arată conținutul de sodiu din urină. Alimentele bogate în sodiu se caracterizează printr-o excreție accelerată.

Deficiența de sodiu la persoanele care fac dietă hrana echilibrata nu apare la om, cu toate acestea, pot apărea unele probleme cu dietele vegetariene. Deficiența temporară poate fi cauzată de utilizarea de diuretice, diaree, transpirație excesivă sau aportul excesiv de apă. Simptomele deficitului de sodiu includ pierderea în greutate, vărsături, gaze în tractul gastrointestinal și absorbție afectată. aminoacizi și monozaharide. Deficiența pe termen lung provoacă crampe musculare și nevralgie.

Excesul de sodiu provoacă umflarea picioarelor și a feței, precum și creșterea excreției de potasiu în urină. Cantitatea maximă de sare care poate fi procesată de rinichi este de aproximativ 20-30 de grame; orice cantitate mai mare pune viața în pericol.

Compuși de sodiu

Sodiu, Natriu, Na (11)
Denumirea de sodiu - sodiu, natriu provine de la un cuvânt străvechi comun în Egipt, printre grecii antici (vixpov) și romani. Se găsește la Pliniu (Nitron) și alți autori antici și corespunde neterului ebraic. În Egiptul antic, natronul sau nitronul era numit în general un alcalin obținut nu numai din lacurile naturale de sifon, ci și din cenușa vegetală. Era folosit pentru spălarea, fabricarea glazurilor și mumificarea cadavrelor. În Evul Mediu, denumirea de nitron (nitron, natron, natron), precum și bor (baurach), se aplica și la salpetru (Nitrum). Alchimiștii arabi au numit alcalii alcalini. Odată cu descoperirea prafului de pușcă în Europa, salitrul (Sal Petrae) a început să se distingă strict de alcalii, iar în secolul al XVII-lea. s-a făcut deja distincția între alcalii nevolatile sau fixe și alcalii volatili (Alkali volatile). Totodată, s-a stabilit o diferență între legume (Alkali fixum vegetabile - potasiu) și alcalii minerale (Alkali fixum minerale - sifon).

La sfârşitul secolului al XVIII-lea. Klaproth a introdus denumirea de Natron, sau sifon, pentru alcaliul mineral și pentru alcaliul vegetal, Kali. Lavoisier nu a plasat alcalii în „Tabelul corpurilor simple”, indicând într-o notă la acesta că acestea erau probabil substanțe complexe care odată Într-o zi vor fi descompuse. Într-adevăr, în 1807 Davy, prin electroliza alcalinelor solide ușor umezite, a obținut metale libere - potasiu și sodiu, numindu-le potasiu și sodiu. În anul următor, Gilbert, editorul celebrelor Annals of Physics, a propus denumirea noilor metale potasiu și sodiu (Natronium); Berzelius a scurtat acest din urmă nume la „sodiu” (Natrium). La începutul secolului al XIX-lea. în Rusia sodiul a fost numit sodiu (Dvigubsky, 182i; Solovyov, 1824); Strahov a propus numele de sod (1825). Sărurile de sodiu au fost numite, de exemplu, sulfat de sodă, sodă clorhidică și, în același timp, sodă acetică (Dvigubsky, 1828). Hess, urmând exemplul lui Berzelius, a introdus denumirea de sodiu.

Conținutul articolului

SODIU– (Natrium) Na, un element chimic din grupa 1 (Ia) din Tabelul Periodic, aparține elementelor alcaline. Numărul atomic 11, masa atomică relativă 22,98977. În natură există un izotop stabil 23 Na. Sunt cunoscuți șase izotopi radioactivi ai acestui element, dintre care doi sunt de interes pentru știință și medicină. Sodiu-22, cu un timp de înjumătățire de 2,58 ani, este folosit ca sursă de pozitroni. Sodium-24 (timp de înjumătățire este de aproximativ 15 ore) este utilizat în medicină pentru diagnosticul și tratamentul unor forme de leucemie.

Stare de oxidare +1.

Compușii de sodiu sunt cunoscuți din cele mai vechi timpuri. Clorura de sodiu este o componentă esențială a alimentelor umane. Se crede că oamenii au început să-l folosească în neolitic, adică. acum aproximativ 5-7 mii de ani.

Vechiul Testament menționează o substanță numită „neter”. Această substanță a fost folosită ca detergent. Cel mai probabil, neter este soda, un carbonat de sodiu care s-a format în lacurile sărate egiptene cu maluri calcaroase. Autorii greci Aristotel și Dioscoride au scris mai târziu despre aceeași substanță, dar sub numele de „nitron”, iar istoricul roman antic Pliniu cel Bătrân, menționând aceeași substanță, a numit-o „nitrum”.

În secolul al XVIII-lea Chimiștii cunoșteau deja o mulțime de compuși diferiți ai sodiului. Sărurile de sodiu au fost utilizate pe scară largă în medicină, în tăbăcirea pieilor și în vopsirea țesăturilor.

Sodiul metalic a fost obținut pentru prima dată de chimistul și fizicianul englez Humphry Davy prin electroliza hidroxidului de sodiu topit (folosind o coloană voltaică de 250 de perechi de plăci de cupru și zinc). Denumirea „sodiu” aleasă de Davy pentru acest element reflectă originea sa din sifonul Na 2 CO 3 . Denumirile latină și rusă ale elementului sunt derivate din arabul „natrun” (sodă naturală).

Distribuția sodiului în natură și extracția sa industrială.

Sodiul este al șaptelea element cel mai abundent și al cincilea cel mai abundent metal (după aluminiu, fier, calciu și magneziu). Conținutul său în scoarța terestră este de 2,27%. Cea mai mare parte a sodiului se găsește în diferiți aluminosilicați.

Depozite uriașe de săruri de sodiu în formă relativ pură există pe toate continentele. Ele sunt rezultatul evaporării mărilor antice. Acest proces este încă în desfășurare în Salt Lake (Utah), Marea Moartă și în alte locuri. Sodiul se găsește sub formă de clorură de NaCl (halit, sare gemă), precum și carbonat Na 2 CO 3 NaHCO 3 2H 2 O (trona), azotat NaNO 3 (salpetru), sulfat Na 2 SO 4 10H 2 O (mirabilitate). ), tetraborat Na 2 B 4 O 7 10 H 2 O (borax) şi Na 2 B 4 O 7 4H 2 O (kernit) şi alte săruri.

Există rezerve inepuizabile de clorură de sodiu în saramurele naturale și apele oceanice (aproximativ 30 kg m–3). Se estimează că sarea gemă într-o cantitate echivalentă cu conținutul de clorură de sodiu din Oceanul Mondial ar ocupa un volum de 19 milioane de metri cubi. km (cu 50% mai mult decât volumul total al continentului nord-american deasupra nivelului mării). O prismă a acestui volum cu o suprafață de bază de 1 mp. km poate ajunge pe Lună de 47 de ori.

Acum, producția totală de clorură de sodiu din apa de mare a ajuns la 6-7 milioane de tone pe an, ceea ce reprezintă aproximativ o treime din producția mondială totală.

Materia vie conține în medie 0,02% sodiu; Există mai mult la animale decât la plante.

Caracteristicile unei substanțe simple și producția industrială de sodiu metalic.

Sodiul este un metal alb-argintiu, în straturi subțiri cu o tentă violet, plastic, chiar moale (tăiat ușor cu un cuțit), o tăietură proaspătă de sodiu este strălucitoare. Valorile conductivității electrice și ale conductivității termice a sodiului sunt destul de mari, densitatea este de 0,96842 g/cm 3 (la 19,7 ° C), punctul de topire este de 97,86 ° C, punctul de fierbere este de 883,15 ° C.

Aliajul ternar, care conține 12% sodiu, 47% potasiu și 41% cesiu, are cel mai scăzut punct de topire pentru sistemele metalice, egal cu –78 ° C.

Sodiul și compușii săi colorează flacăra în galben strălucitor. Linia dublă din spectrul de sodiu corespunde tranziției 3 s 1–3p 1 în atomii elementului.

Activitatea chimică a sodiului este ridicată. În aer, devine rapid acoperit cu o peliculă dintr-un amestec de peroxid, hidroxid și carbonat. Sodiul arde în oxigen, fluor și clor. Când un metal este ars în aer, se formează peroxid de Na 2 O 2 (cu un amestec de oxid de Na 2 O ).

Sodiul reacționează cu sulful atunci când este măcinat într-un mortar și reduce acidul sulfuric la sulf sau chiar sulfură. Dioxidul de carbon solid („gheață carbonică”) explodează la contactul cu sodiul (extinctoarele cu dioxid de carbon nu pot fi folosite pentru a stinge un incendiu cu sodiu!). Cu azot, reacția are loc numai într-o descărcare electrică. Sodiul nu interacționează doar cu gazele inerte.

Sodiul reacţionează activ cu apa:

2Na + 2H2O = 2NaOH + H2

Căldura eliberată în timpul reacției este suficientă pentru a topi metalul. Prin urmare, dacă o bucată mică de sodiu este aruncată în apă, aceasta se topește datorită efectului termic al reacției și o picătură de metal, care este mai ușoară decât apa, „curge” de-a lungul suprafeței apei, condusă de forța reactivă. a hidrogenului eliberat. Sodiul reacționează mult mai calm cu alcoolii decât cu apa:

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

Sodiul se dizolvă ușor în amoniacul lichid pentru a forma soluții metastabile de un albastru strălucitor, cu proprietăți neobișnuite. La –33,8°C, până la 246 g de sodiu metalic se dizolvă în 1000 g de amoniac. Soluțiile diluate sunt albastre, soluțiile concentrate sunt bronzul. Ele pot fi păstrate aproximativ o săptămână. S-a stabilit că în amoniacul lichid, sodiul ionizează:

Na Na ++ e –

Constanta de echilibru a acestei reacții este 9,9·10 –3. Electronul ieșitor este solvatat de molecule de amoniac și formează un complex –. Soluțiile rezultate au conductivitate electrică metalică. Când amoniacul se evaporă, metalul original rămâne. Când soluția este depozitată pentru o perioadă lungă de timp, se decolorează treptat datorită reacției metalului cu amoniacul pentru a forma amida NaNH 2 sau imida Na 2 NH și eliberarea de hidrogen.

Sodiul este depozitat sub un strat de lichid deshidratat (kerosen, ulei mineral) și transportat numai în recipiente metalice închise.

Metoda electrolitică pentru producția industrială de sodiu a fost dezvoltată în 1890. Electroliza a fost efectuată pe hidroxid de sodiu topit, ca în experimentele lui Davy, dar folosind surse de energie mai avansate decât coloana voltaică. În acest proces, împreună cu sodiul, se eliberează oxigen:

anod (nichel): 4OH – – 4e – = O 2 + 2H 2 O.

În timpul electrolizei clorurii de sodiu pure apar probleme serioase, asociate, în primul rând, cu punctul de topire apropiat al clorurii de sodiu și punctul de fierbere al sodiului și, în al doilea rând, cu solubilitatea ridicată a sodiului în clorură de sodiu lichidă. Adăugarea de clorură de potasiu, fluorură de sodiu, clorură de calciu la clorura de sodiu vă permite să reduceți temperatura de topire la 600° C. Producerea de sodiu prin electroliza unui amestec eutectic topit (un aliaj de două substanțe cu cel mai mic punct de topire) 40% NaCl și 60% CaCl 2 la ~580° C într-o celulă dezvoltată de inginerul american G. Downs, a fost începută în 1921 de către DuPont lângă centrala electrică de la Cascada Niagara.

Pe electrozi au loc următoarele procese:

catod (fier): Na + + e – = Na

Ca 2+ + 2e – = Ca

anod (grafit): 2Cl – – 2e – = Cl 2.

Metalele de sodiu și calciu se formează pe un catod cilindric de oțel și sunt ridicate de un tub răcit în care calciul se solidifică și cade înapoi în topitură. Clorul generat la anodul central de grafit este colectat sub acoperișul de nichel și apoi purificat.

În prezent, volumul de producție de sodiu metalic este de câteva mii de tone pe an.

Utilizarea industrială a sodiului metalic se datorează proprietăților sale puternice reducătoare. Multă vreme, cea mai mare parte a metalului produs a fost folosit pentru a produce tetraetil plumb PbEt 4 și tetrametil plumb PbMe 4 (agenți antidetonant pentru benzină) prin reacția clorurilor de alchil cu un aliaj de sodiu și plumb la presiune ridicată. Acum această producție scade rapid din cauza poluării mediului.

Un alt domeniu de aplicare este producerea de titan, zirconiu și alte metale prin reducerea clorurilor acestora. Cantități mai mici de sodiu sunt folosite pentru a produce compuși precum hidrură, peroxid și alcoolați.

Sodiul dispersat este un catalizator valoros în producția de cauciuc și elastomeri.

Există o utilizare din ce în ce mai mare a sodiului topit ca fluid de schimb de căldură în reactoarele nucleare cu neutroni rapidi. Punctul de topire scăzut al sodiului, vâscozitatea scăzută, secțiunea transversală mică de absorbție a neutronilor, combinate cu o capacitate termică extrem de ridicată și o conductivitate termică, îl fac (și aliajele sale cu potasiu) un material indispensabil pentru aceste scopuri.

Sodiul curăță în mod fiabil uleiurile de transformatoare, eterii și alte substanțe organice de urme de apă, iar cu ajutorul amalgamului de sodiu puteți determina rapid conținutul de umiditate din mulți compuși.

Compuși de sodiu.

Sodiul formează un set complet de compuși cu toți anionii obișnuiți. Se crede că în astfel de compuși există o separare aproape completă a sarcinii între părțile cationice și anionice ale rețelei cristaline.

Oxid de sodiu Na2O este sintetizat prin reacția Na2O2, NaOH și cel mai preferabil NaNO2, cu sodiu metalic:

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

2NaOH + 2Na = 2Na2O + H2

2NaNO2 + 6Na = 4Na2O + N2

În ultima reacție, sodiul poate fi înlocuit cu azidă de sodiu NaN 3:

5NaN3 + NaNO2 = 3Na2O + 8N2

Cel mai bine este să depozitați oxidul de sodiu în benzină anhidră. Servește ca reactiv pentru diferite sinteze.

Peroxid de sodiu Na 2 O 2 sub formă de pulbere galben pal se formează prin oxidarea sodiului. În acest caz, în condiții de furnizare limitată de oxigen uscat (aer), se formează mai întâi oxidul de Na 2 O , care apoi se transformă în peroxid de Na 2 O 2. În absența oxigenului, peroxidul de sodiu este stabil termic până la ~675°C.

Peroxidul de sodiu este utilizat pe scară largă în industrie ca agent de albire pentru fibre, pastă de hârtie, lână etc. Este un oxidant puternic: explodează atunci când este amestecat cu pulbere de aluminiu sau cărbune, reacționează cu sulful (și devine fierbinte) și aprinde multe lichide organice. Peroxidul de sodiu reacţionează cu monoxidul de carbon pentru a forma carbonat. Reacția peroxidului de sodiu cu dioxidul de carbon eliberează oxigen:

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

Această reacție are aplicații practice importante în aparatele de respirație pentru submarini și pompieri.

Superoxid de sodiu NaO 2 se obține prin încălzirea lentă a peroxidului de sodiu la 200–450° C sub o presiune a oxigenului de 10–15 MPa. Dovezile formării NaO2 au fost obținute mai întâi în reacția oxigenului cu sodiul dizolvat în amoniac lichid.

Acțiunea apei asupra superoxidului de sodiu duce la eliberarea de oxigen chiar și la frig:

2NaO2 + H2O = NaOH + NaHO2 + O2

Pe măsură ce temperatura crește, cantitatea de oxigen eliberată crește pe măsură ce hidroperoxidul de sodiu rezultat se descompune:

4NaO2 + 2H2O = 4NaOH + 3O2

Superoxidul de sodiu este o componentă a sistemelor de regenerare a aerului în spații închise.

Ozonida de sodiu NaO 3 se formează prin acțiunea ozonului asupra pulberii de hidroxid de sodiu anhidru la temperatură scăzută, urmată de extracția NaO 3 roșie cu amoniac lichid.

Hidroxid de sodiu NaOH este adesea numit sodă caustică sau sodă caustică. Aceasta este o bază puternică și este clasificată ca un alcali tipic. Numeroși hidrați de NaOH au fost obținuți din soluții apoase de hidroxid de sodiu n H2O, unde n= 1, 2, 2,5, 3,5, 4, 5,25 și 7.

Hidroxidul de sodiu este foarte agresiv. Distruge sticla și porțelanul datorită interacțiunii cu dioxidul de siliciu pe care îl conțin:

2NaOH + SiO2 = Na2SiO3 + H2O

Denumirea „sodă caustică” reflectă efectul coroziv al hidroxidului de sodiu asupra țesutului viu. Introducerea acestei substanțe în ochi este deosebit de periculoasă.

Medicul Ducelui de Orleans, Nicolas Leblanc (1742–1806), a dezvoltat un proces convenabil pentru producerea hidroxidului de sodiu din NaCl în 1787 (brevet 1791). Acest prim proces chimic industrial la scară largă a fost o realizare tehnologică majoră în Europa în secolul al XIX-lea. Procesul Leblanc a fost înlocuit ulterior cu procesul electrolitic. În 1874, producția mondială de hidroxid de sodiu se ridica la 525 mii tone, din care 495 mii tone au fost obținute prin metoda Leblanc; până în 1902, producția de hidroxid de sodiu a ajuns la 1800 de mii de tone, dar numai 150 de mii de tone au fost obținute prin metoda Leblanc.

Astăzi, hidroxidul de sodiu este cel mai important alcalin din industrie. Producția anuală numai în SUA depășește 10 milioane de tone.Se obține în cantități uriașe prin electroliza saramurilor. Când o soluție de clorură de sodiu este electrolizată, se formează hidroxid de sodiu și se eliberează clor:

catod (fier) ​​2H 2 O + 2 e– = H2 + 2OH –

anod (grafit) 2Cl – – 2 e– = Cl 2

Electroliza este însoțită de concentrația de alcali în evaporatoarele uriașe. Cel mai mare din lume (la PPG Inductries „Uzina Lake Charles) are o înălțime de 41 m și un diametru de 12 m. Aproximativ jumătate din hidroxidul de sodiu produs este folosit direct în industria chimică pentru a produce diverse substanțe organice și anorganice: fenol, resorcinol, b-naftol, săruri de sodiu (hipoclorit, fosfat, sulfură, aluminați).În plus, hidroxidul de sodiu este utilizat în producția de hârtie și celuloză, săpun și detergenți, uleiuri, textile.Este necesar și în prelucrare. a bauxitei.Un domeniu important de aplicare a hidroxidului de sodiu este neutralizarea acizilor.

Clorura de sodiu NaCl este cunoscut ca sare de masă și sare gemă. Formează cristale cubice incolore, ușor higroscopice. Clorura de sodiu se topește la 801 ° C, fierbe la 1413 ° C. Solubilitatea sa în apă depinde puțin de temperatură: 35,87 g de NaCl se dizolvă în 100 g de apă la 20 ° C și 38,12 g la 80 ° C.

Clorura de sodiu este un condiment alimentar necesar și indispensabil. În trecutul îndepărtat, sarea era egală ca preț cu aur. În Roma antică, legionarii erau plătiți adesea nu în bani, ci în sare, de unde și cuvântul soldat.

În Rusia Kievană se foloseau sare din regiunea Carpatică, din lacurile sărate și estuarele din Marea Neagră și Azov. Era atât de costisitor încât la sărbătorile ceremoniale era servit pe mesele oaspeților nobili, în timp ce alții plecau „sorbind”.

După anexarea regiunii Astrakhan la statul Moscova, lacurile Caspice au devenit surse importante de sare și, totuși, nu era suficientă, era scumpă, așa că a existat nemulțumire în rândul celor mai sărace secțiuni ale populației, care a devenit un Revoltă cunoscută sub numele de Revolta de sare (1648)

În 1711, Petru I a emis un decret de introducere a monopolului sării. Comerțul cu sare a devenit dreptul exclusiv al statului. Monopolul sării a durat mai bine de o sută cincizeci de ani și a fost desființat în 1862.

În zilele noastre clorura de sodiu este un produs ieftin. Împreună cu cărbunele, calcarul și sulful, este una dintre așa-numitele „patru mari” materii prime minerale, cele mai esențiale pentru industria chimică.

Cea mai mare parte a clorurii de sodiu este produsă în Europa (39%), America de Nord (34%) și Asia (20%), în timp ce America de Sud și Oceania reprezintă fiecare doar 3% și Africa 1%. Sarea gemă formează depozite subterane vaste (adesea de sute de metri grosime) care conțin mai mult de 90% NaCl. Un zăcământ tipic de sare Cheshire (sursa principală de clorură de sodiu în Marea Britanie) acoperă o suprafață de 60 × 24 km și are un pat de sare de aproximativ 400 m grosime. Numai acest depozit este estimat a avea o valoare mai mare de 1011 tone. .

Producția mondială de sare până la începutul secolului al XXI-lea. a ajuns la 200 de milioane de tone, din care 60% este consumată de industria chimică (pentru producția de clor și hidroxid de sodiu, precum și celuloză, textile, metale, cauciucuri și uleiuri), 30% de industria alimentară, 10% de alte domenii de activitate. Clorura de sodiu este folosită, de exemplu, ca agent de dezghețare ieftin.

Bicarbonat de sodiu Na 2 CO 3 este adesea numit sodă sau pur și simplu sifon. Se găsește în natură sub formă de saramură măcinată, saramură în lacuri și mineralele 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 Forme de sodiu și alți diferiți carbonați hidratați, bicarbonați, carbonați mixți și dubli, de exemplu Na2CO37H2O, Na2CO33NaHCO3, aKCO3 n H20, K2CO3NaHC032H20.

Dintre sărurile elementelor alcaline obținute industrial, carbonatul de sodiu este de cea mai mare importanță. Cel mai adesea, metoda dezvoltată de chimistul-tehnolog belgian Ernst Solvay în 1863 este utilizată pentru producerea acesteia.

O soluție apoasă concentrată de clorură de sodiu și amoniac este saturată cu dioxid de carbon sub presiune ușoară. În acest caz, se formează un precipitat de bicarbonat de sodiu relativ slab solubil (solubilitatea NaHCO 3 este de 9,6 g la 100 g de apă la 20 ° C):

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

Pentru a obține sifon, bicarbonatul de sodiu este calcinat:

Dioxidul de carbon eliberat este returnat la primul proces. Dioxidul de carbon suplimentar se obține prin calcinarea carbonatului de calciu (calcar):

Al doilea produs al acestei reacții, oxidul de calciu (var), este utilizat pentru a regenera amoniacul din clorura de amoniu:

Astfel, singurul produs secundar al producției de sifon prin metoda Solvay este clorura de calciu.

Ecuația generală a procesului:

2NaCl + CaCO3 = Na2CO3 + CaCl2

Evident, în condiții normale într-o soluție apoasă are loc reacția inversă, deoarece echilibrul în acest sistem este complet deplasat de la dreapta la stânga din cauza insolubilității carbonatului de calciu.

Soda obținută din materii prime naturale (soda naturală) este de o calitate mai bună comparativ cu soda produsă prin metoda amoniacului (conținut de clorură mai mic de 0,2%). În plus, investițiile de capital specifice și costul sifonului din materii prime naturale sunt cu 40–45% mai mici decât cele obținute pe cale sintetică. Aproximativ o treime din producția mondială de sifon provine acum din zăcăminte naturale.

Producția mondială de Na 2 CO 3 în 1999 a fost distribuită după cum urmează:

Total
Nord America
Asia/Oceania
Zap. Europa
Est Europa
Africa
lat. America

Cel mai mare producător mondial de sodă naturală este SUA, unde sunt concentrate cele mai mari rezerve explorate de trona și saramură de lacuri de sodă. Zăcământul din Wyoming formează un strat de 3 m grosime și o suprafață de 2300 km2. Rezervele sale depășesc 10 10 tone.În SUA, industria sucurilor se concentrează pe materii prime naturale; ultima fabrică de sinteză de sifon a fost închisă în 1985. Producția de carbon de sodiu în Statele Unite s-a stabilizat la 10,3–10,7 milioane de tone în ultimii ani.

Spre deosebire de Statele Unite, majoritatea țărilor din lume depind aproape în întregime de producția de sodă sintetică. China ocupă locul al doilea în lume în ceea ce privește producția de sodă, după Statele Unite. Producția acestei substanțe chimice în China a atins aproximativ 7,2 milioane de tone în 1999. Producția de sodă în Rusia în același an s-a ridicat la aproximativ 1,9 milioane de tone.

În multe cazuri, carbonatul de sodiu este interschimbabil cu hidroxidul de sodiu (de exemplu, în producția de pastă de hârtie, săpun, produse de curățare). Aproximativ jumătate din carbonatul de sodiu este utilizat în industria sticlei. O aplicație în creștere este eliminarea contaminanților cu sulf din emisiile de gaze de la centralele de generare a energiei și cuptoarele mari. La combustibil se adaugă pulbere de carbonat de sodiu, care reacționează cu dioxidul de sulf pentru a forma produse solide, în special sulfit de sodiu, care pot fi filtrate sau precipitate.

Carbonatul de sodiu a fost folosit anterior pe scară largă ca „sodă de spălat”, dar această aplicație a dispărut acum din cauza utilizării altor detergenți de uz casnic.

Bicarbonatul de sodiu NaHCO 3 (bicarbonat de sodiu) este folosit în principal ca sursă de dioxid de carbon la coacerea pâinii, la fabricarea cofetăriei, la producerea băuturilor carbogazoase și a apelor minerale artificiale, ca componentă a compușilor de stingere a incendiilor și ca medicament. Acest lucru se datorează ușurinței sale de descompunere la 50-100 ° C.

Sulfat de sodiu Na 2 SO 4 se găsește în natură sub formă anhidră (tenardită) și sub formă de decahidrat (mirabilite, sare Glauber). Face parte din astraconit Na2Mg(SO4)24H2O, vanthoffit Na2Mg(SO4)2, glauberit Na2Ca(SO4)2. Cele mai mari rezerve de sulfat de sodiu sunt în țările CSI, precum și în SUA, Chile și Spania. Mirabilite, izolată din depozitele naturale sau din saramură din lacurile sărate, este deshidratată la 100 ° C. Sulfatul de sodiu este, de asemenea, un produs secundar al producției de acid clorhidric folosind acid sulfuric, precum și produsul final al sutelor de procese industriale care utilizează neutralizarea acidului sulfuric cu hidroxid de sodiu.

Datele privind producția de sulfat de sodiu nu sunt publicate, dar producția globală de materie primă naturală este estimată la aproximativ 4 milioane de tone pe an. Recuperarea sulfatului de sodiu ca produs secundar este estimată la nivel global la 1,5-2,0 milioane de tone.

Multă vreme, sulfatul de sodiu a fost puțin folosit. Acum, această substanță stă la baza industriei hârtiei, deoarece Na 2 SO 4 este principalul reactiv în prelucrarea pastei kraft pentru prepararea hârtiei de ambalare maro și a cartonului ondulat. Așchii de lemn sau rumeguș sunt prelucrate într-o soluție alcalină fierbinte de sulfat de sodiu. Dizolvă lignina (componenta lemnului care ține fibrele împreună) și eliberează fibrele de celuloză, care sunt apoi trimise la mașinile de fabricat hârtie. Soluția rămasă este evaporată până când este capabilă să ardă, furnizând abur plantei și căldură pentru evaporare. Sulfatul și hidroxidul de sodiu topit sunt rezistente la flacără și pot fi reutilizate.

O porție mai mică de sulfat de sodiu este utilizată în producția de sticlă și detergenți. Forma hidratată a Na2SO4·10H2O (sare Glauber) este un laxativ. Este folosit mai puțin acum decât înainte.

Nitrat de sodiu NaNO 3 se numește sodiu sau nitrat chilian. Depozitele mari de nitrat de sodiu găsite în Chile par să fi fost formate prin descompunerea biochimică a resturilor organice. Amoniacul eliberat inițial a fost probabil oxidat la acizi nitriși și azotici, care apoi au reacționat cu clorura de sodiu dizolvată.

Azotatul de sodiu se obține prin absorbția gazelor azotate (un amestec de oxizi de azot) cu o soluție de carbonat sau hidroxid de sodiu, sau prin interacțiunea de schimb a azotatului de calciu cu sulfatul de sodiu.

Nitratul de sodiu este folosit ca îngrășământ. Este o componentă a agenților frigorifici de sare lichidă, a băilor de stingere în industria metalurgică și a compozițiilor de stocare a căldurii. Un amestec ternar de 40% NaNO2, 7% NaNO3 și 53% KNO3 poate fi utilizat de la punctul de topire (142°C) până la ~600°C. Azotatul de sodiu este utilizat ca agent oxidant în explozivi, combustibili pentru rachete, și compoziții pirotehnice. Este folosit în producția de sticlă și săruri de sodiu, inclusiv nitriți, care servesc ca conservant alimentar.

Nitrat de sodiu NaNO 2 poate fi obținut prin descompunerea termică a nitratului de sodiu sau prin reducerea acestuia:

NaN03 + Pb = NaN02 + PbO

Pentru producția industrială de nitrit de sodiu, oxizii de azot sunt absorbiți de o soluție apoasă de carbonat de sodiu.

Nitritul de sodiu NaNO 2, pe lângă faptul că este utilizat cu nitrați ca topituri conductoare de căldură, este utilizat pe scară largă în producerea coloranților azoici, pentru inhibarea coroziunii și conservarea cărnii.

Elena Savinkina