НАТРИЙ

НАТРИЙ (Natrium), Na, химич. элемент I группы периодич. системы Менделеева: ат. н. 11, ат. м. 22,9898; серебристо-белый мягкий металл, на воздухе быстро окисляющийся с поверхности. Природный элемент состоит из одного стабильного изотопа ²³Na.

Историческая справка. Природные соединения H.- поваренная соль NaCl, сода Na₂COs-известны с глубокой древности. Назв. "натрий", происходящее от араб, натрун, греч. nitron, первоначально относилось к природной соде. Уже в 18 в. химики знали много др. соединений H. Однако сам металл был получен лишь в 1807 Г. Дэви электролизом едкого натра NaOH. В Великобритании, США, Франции элемент наз. Sodium (от исп. слова soda - сода), в Италии - sodio.

Распространение в природе. H.- типичный элемент верхней части земной коры. Cp. содержание его в литосфере 2,5% по массе, в кислых из-верженных породах (граниты и др.) 2,77, в основных (базальты и др.) 1,94, в ультраосновных (породы мантии) 0,57. Благодаря изоморфизму Na⁺ и Ca²⁺, обусловленному близостью их ионных радиусов, в магматич. породах образуются натриево-кальциевые полевые шпаты (плагиоклазы). В биосфере происходит резкая дифференциация H.: осадочные породы в среднем обеднены H. (в глинах и сланцах 0,66% ), мало его в большинстве почв (среднее 0,63%). Общее число минералов H. 222. Na слабо задерживается на континентах и приносится реками в моря и океаны, где его ср. содержание 1,035% (Na - гл. металлич. элемент морской воды). При испарении в при-брежно-морских лагунах, а также в континентальных озёрах степей и пустынь осаждаются соли H., формирующие толщи соленосных пород. Гл. минералы, являющиеся источником H. и его соединений,- галит (каменная соль) NaCl, чилийская селитра NaNO₃, тенардит Na₂SO₄, мирабилит Na₂SO₄·10H₂O, трона NaH(COs)₂• 2H₂O. Мировая добыча H. оценивается 1· 10⁸ т. Na - важный биоэлемент, в живом веществе в среднем содержится 0,02% Na; в животных его больше, чем в растениях.

Физические и химические свойства. При обычной температуре H. кристаллизуется в кубической решётке, а = 4,28А. Атомный радиус 1,8бА, ионный радиус Na⁺ 0,92А. Плотность 0,968 г/см³(19,7 ⁰C), t_пл 97,83 ⁰C, t_кип 882,9 ⁰C; удельная теплоёмкость (20 ⁰C) 1,23·10³дж/(кг-К) или 0,295 кал/(г-град); коэффициент теплопроводности 1,32· 10² вт/(м· К) или 0,317 кал](см-сек-град); температурный коэфф. линейного расширения (20 ⁰C) 7,1·10^-5; удельное электрич. сопротизле-ние (О ⁰C) 4,3- 10^-8 OM-M (4,3· 10^-6OM-CM). H. парамагнитен, удельная магнитная восприимчивость +9,2·10^-6; весьма пластичен и мягок (легко режется ножом).

Нормальный электродный потенциал H.-2,74 в; электродный потенциал в расплаве -2,4 в. Пары H. окрашивают пламя в характерный ярко-жёлтый цвет. Конфигурация внешних электронов атома 3s¹; во всех известных соединениях H. одновалентен. Его химич. активность очень высока. При непосредственном взаимодействии с кислородом в зависимости от условий образуются окись Na₂O или перекись Na₂O₂ - бесцветные кри-сталлич. вещества. С водой H. образует гидроокись NaOH и H₂; реакция может сопровождаться взрывом. Минеральные кислоты образуют с H. соответствующие растворимые в воде соли, однако по отношению к 98-100%-ной серной кислоте H. сравнительно инертен.

Реакция H. с водородом начинается при 200 ⁰C и приводит к получению гидрида NaH - бесцветного гигроскопич. кристаллич. вещества. С фтором и хлором H. взаимодействует непосредственно уже при обычной темп-ре, с бромом - только при нагревании; с иодом прямого взаимодействия не наблюдается. С серой реагирует бурно, образуя натрия сульфид. заимодействие паров H. с азотом в поле тихого электрич. разряда приводит к образованию нитрида Na₃N, а с углеродом при 800-900 ⁰C - к получению карбида Na₂C₂.

H. растворяется в жидком аммиаке (34,6 г на 100 г NH₃ при О ⁰C) с образованием аммиачных комплексов. При пропускании газообразного аммиака через расплавленный H. при 300-350 ⁰C образуется натрийамин NaNH₂ - бесцветное кристаллич. вещество, легко разлагаемое водой. Известно большое число натрийорганич. соединений, к-рые по хим. свойствам весьма сходны с литийорганич. соединениями, но превосходят их по реакционной способности. Применяют натрийор-ганич. соединения в органич. синтезе как алкилирующие агенты.

H. входит в состав многих практически важных сплавов. Сплавы Na - К, содержащие 40-90% К (по массе) при темп-ре около 25 ⁰C,- серебристо-белые жидкости, отличающиеся высокой хим. активностью, воспламеняющиеся на воздухе. Электропроводность и теплопроводность жидких сплавов Na - К ниже соответствующих величин для Na и К. Амальгамы H. легко получаются при введении металлич. H. в ртуть; при содержании св. 2,5% Na (по массе) при обычной темп-ре являются уже твёрдыми веществами.

Получение и применение. Основной пром. метод получения H.- электролиз расплава поваренной соли NaCl, содержащей добавки KCl, NaF, CaCl₂ и др., к-рые снижают темп-ру плавления соли до 575-585 ⁰C. Электролиз чистого NaCl привёл бы к большим потерям H. от испарения, т. к. темп-ры плавления NaCl (801 ⁰C) и кипения Na (882,9 ⁰C) очень близки. Электролиз проводят в электролизёрах с диафрагмой, катоды изготовляют из железа или меди, аноды - из графита. Одновременно с H. получают хлор. Сохранился и старый способ получения H.- электролиз расплавленного едкого натра NaOH, к-рый значительно дороже NaCl, однако электролитически разлагается при более низкой темп-ре (320-330 ⁰C).

H. и его сплавы широко применяются как теплоносители для процессов, требующих равномерного обогрева в интервале 450-650 ⁰C - в клапанах авиац. двигателей и особенно в ядерных энергетич. установках. В последнем случае жидко-металлич. теплоносителями служат сплавы Na - К (оба элемента имеют малые сечения поглощения тепловых нейтронов, для Na 0,49 барн)‘, эти сплавы отличаются высокими темп-рами кипения и коэфф. теплопередачи и не взаимодействуют с конструкц. материалами при высоких темп-pax, развиваемых в энергетич. ядерных реакторах. Соединение NaPb (10% Na по массе) применяется в произ-ве тетраэтилсвинца-наиболее эффективного антидетонатора. В сплаве на основе свинца (0,73% Ca, 0,58% Na и 0,04% Li), применяемом для изготовления осевых подшипников ж.-д. вагонов, H. является упрочняющей добавкой. В металлургии H. служит активным восстановителем при получении нек-рых редких металлов (Ti, Zr, Та) методами металлотермии; в органич. синтезе - в реакциях восстановления, конденсации, полимеризации и др. О применении соединений H. см. Натрия бромид. Натрия гидроокись, Натрия сульфат, Натрия хлорид, Натриевая селитра, Сода и др.

Вследствие большой хим. активности H. обращение с ним требует осторожности. Особенчо опасно попадание на H. воды, к-рое может привести к пожару и взрыву. Глаза должны быть защищены очками, руки - толстыми резиновыми перчатками; соприкосновение H. с влажной кожей или одеждой может вызвать тяжёлые ожоги. В. E. Плющев.

Натрий в организме. H.- один из осн. элементов, участвующих в минеральном обмене животных и человека. Содержится гл. обр. во внеклеточных жидкостях (в эритроцитах человека ок. 10 ммолъ/кг, в сыворотке крови 143 ммолъ/кг); участвует в поддержании осмотического давления и кислотно-щелочного равновесия, в проведении нервных импульсов (см. Мембранная теория возбуждения). Суточная потребность человека в хлористом натрии колеблется от 2 до 10 г и зависит от кол-ва этой соли, теряемой с потом. Концентрация ионов H. в организме регулируется в основном гормоном коры надпочечников - альдо-стероном. Несмотря на относительно высокое содержание H. в тканях растений (ок. 0,01% на сырую массу), его роль в жизни растений изучена недостаточно. У галофитов (виды, произрастающие на сильно засоленных почвах) H. создаёт высокое осмотич. давление в клеточном соке и тем самым способствует извлечению воды из почвы. См. также Водно-солевой обмен. И. Ф. Грибовская.

В медицине из препаратов H. наиболее часто применяют натрия сульфат, хлорид NaCl (при кровопотерях, потерях жидкости, рвоте и т. п.), борат Na₂B₄О₇х10H₂O (как атисептич. средство), гидрокарбонат NaHCO₃ (как отхаркивающее средство, а также для промываний и полосканий при ринитах, ларингитах и др.), тиосульфат Na₂S₂O₃х5H₂O (противовоспалительное, десенсибилизирующее и противотоксич. средство) и цитрат Na₃C6H₅O₇х5¹/₂H₂O (препарат из группы антикоагулянтов).

Искусственно полученные радиоактивные изотопы ²²Na (период полураспада Т_1/2 = 2,64 г.) и ²⁴Na (Т_1/2 = 15 ч) применяют для определения скорости крово-тока в отд. участках кровеносной системы при сердечно-сосудистых и лёгочных заболеваниях, облитерирующем эндарте-риите и др. Радиоактивные растворы солей H. (напр., ²⁴NaCl) используют также для определения сосудистой проницаемости, изучения общего содержания обменного H. в организме, водно-солевого обмена, всасывания из кишечника, процессов нервной деятельности и в нек-рых др. экспериментальных исследованиях. M. Д. Дорфман. Лит.: С и TT иг M., Натрий, его производство, свойства и применение, пер. с англ., M., 1961; Ullmanns Encyklopadie der technischen Chemie, 3 Aufl., Bd 12, Munch.- В., I960; Реформатский И. А., Натрий, в кн.: Краткая химическая энциклопедия, т. 3, M., 1964; P и п а н Р., Ч е т ян у И., Неорганическая химия, т. 1, пер. с рум., M., 1971; П р о с с е р Л., Б р ау н Ф., Сравнительная физиология животных, пер. с англ., M., 1967.

Смотреть больше слов в «Большой советской энциклопедии»

НАТРИЯ БИКАРБОНАТ →← НАТРИЕВЫЙ НАСОС

НАТРИЙ

Синонимы слова "НАТРИЙ":

Смотреть что такое НАТРИЙ в других словарях:

Рекомендуем посмотреть: