Messaggio sul sodio. Il sodio è un metallo o un non metallo? Proprietà fondamentali e caratteristiche del sodio. Essere nella natura

Il sodio è un metallo o un non metallo? È un errore credere che sia la seconda opzione. Il sodio è un metallo morbido, bianco-argenteo che appare nella tavola periodica al numero atomico 11.

Inoltre esso (o meglio i suoi composti) è conosciuto fin dall'antichità! Anche la Bibbia menziona il sodio come ingrediente nei prodotti per la pulizia. Si tratta comunque di una nota storica, anche se interessante. Ora vale la pena parlare delle caratteristiche di questo elemento e delle sue altre caratteristiche.

Proprietà fisiche

Quindi, la risposta alla domanda “Il sodio è un metallo o un non metallo?” molto chiaro. Anche solo guardando questa sostanza puoi capire tutto. È ovvio che, tra l'altro, sebbene abbia un colore bianco-argenteo, ha una sfumatura viola in strati sottili.

Questa è una sostanza molto plastica. I metalli teneri sono quelli che possono essere forgiati senza troppi sforzi e sono inoltre caratterizzati da duttilità e fusibilità. Ma in relazione al sodio, questa parola può essere applicata in senso letterale. Può essere tagliato con un coltello senza sforzo. A proposito, un taglio fresco brilla molto intensamente. Altre proprietà includono:

• Densità. In condizioni normali - 0,971 g/cm³.
• I punti di fusione e di ebollizione sono rispettivamente 97,81 °C e 882,95 °C.
• Capacità termica molare - 28,23 J/(K.mol).
• Il calore specifico di fusione ed evaporazione è rispettivamente 2,64 kJ/mol e 97,9 kJ/mol.
• Volume molare - 23,7 cm³/mol.

Vale la pena notare che sotto pressione il sodio (Na) diventa rosso e trasparente. In questo stato, questo metallo è molto simile al rubino.

Se lo metti a temperatura ambiente, forma cristalli a simmetria cubica. Tuttavia, abbassandolo a −268 °C, si può vedere come il metallo si trasforma nella fase esagonale. Per capire di cosa stiamo parlando basta ricordare la grafite. Questo è un ottimo esempio di cristallo esagonale.

Ossidazione e combustione

Ora possiamo passare alle proprietà chimiche del sodio (Na). Questo metallo alcalino, se esposto all'aria, si ossida facilmente. Di conseguenza, si forma ossido di sodio (Na 2 O). Sembrano cristalli cubici incolori. Questa è una sostanza inorganica binaria che forma sale che viene utilizzata come reagente nel processo di sintesi. Viene utilizzato per produrre idrossido di sodio e altri composti.

Pertanto, per proteggere il metallo dall'esposizione all'ossigeno, viene immagazzinato nel cherosene.

Ma durante la combustione si forma perossido di sodio (Na 2 O 2). Sembrano cristalli bianco-gialli, caratterizzati da una vigorosa interazione con l'acqua, accompagnata dal rilascio di calore. Na 2 O 2 viene utilizzato per sbiancare seta, lana, tessuti, paglia, viscosa e pasta di legno.

Reazioni con l'acqua

Il sodio, metallo tenero bianco-argenteo, interagisce con successo anche con H2O. La reazione con l'acqua è molto violenta. Un piccolo pezzo di sodio posto in questo liquido galleggia in superficie e inizia a sciogliersi a causa del calore generato. Di conseguenza, si trasforma in una palla bianca, che si muove rapidamente lungo la superficie dell'acqua in diverse direzioni.

Questa reazione molto spettacolare è accompagnata dal rilascio di idrogeno. Quando si conduce un esperimento del genere, è necessario prestare attenzione poiché potrebbe incendiarsi. E tutto avviene secondo la seguente equazione: 2Na + 2H 2 O → 2NaOH + H 2.

Interazioni con i non metalli

Il sodio è un metallo, può anche essere chiamato un forte agente riducente, e lo è. Come altre sostanze alcaline, però. Quindi reagisce vigorosamente con molti non metalli diversi dal carbonio, dallo iodio e dai gas nobili, che includono radon radioattivo, kripton, neon, xeno, argon ed elio. Tali reazioni assomigliano a queste: 2Na + Cl 2 → 2NaCl. Oppure ecco un altro esempio: 2Na + H 2 → 250-450 °C 2NaH.

Vale la pena notare che il sodio è più attivo del litio. In linea di principio, può reagire con l'azoto, ma molto male (in una scarica luminescente). Come risultato di questa interazione si forma una sostanza instabile chiamata nitruro di sodio. Questi sono cristalli grigio scuro che reagiscono con l'acqua e si decompongono se riscaldati. Si formano secondo l'equazione: 6Na + N 2 → 2Na 3 N.

Reazioni con acidi

Dovrebbero anche essere elencati, parlando delle caratteristiche chimiche del sodio. Questa sostanza reagisce con acidi diluiti come un normale metallo. Appare così: 2Na + 2HCl → 2NaCl + H2.

Il sodio interagisce diversamente con le sostanze concentrate caratterizzate da reazioni ossidative; tali reazioni sono accompagnate dal rilascio di prodotti di riduzione. Ecco un esempio di formula: 8Na + 10NHO 3 → 8NaNO 3 + 3H 2 O.

Vale anche la pena notare che il sodio del metallo alcalino si dissolve facilmente nell'ammoniaca liquida (NH 3), una soluzione al 10% della quale è ben nota a tutti come ammoniaca. L'equazione è questa: Na + 4NH3 → - 40°C Na 4. Come risultato di questa reazione, si forma una soluzione blu.

Il metallo interagisce anche con l'ammoniaca gassosa, ma quando riscaldato. Questa reazione si presenta così: 2Na + 2NH3 → 35 0°C 2NaNH 2 + H 2.

Altri collegamenti

Nell'elencare le principali proprietà del sodio, vale anche la pena ricordare che può interagire con il mercurio, un elemento unico che in condizioni normali è un liquido pesante bianco-argento, pur essendo un metallo.

Come risultato di questa reazione, si forma una lega. Il suo nome esatto è amalgama di sodio. Questa sostanza viene utilizzata come agente riducente, le sue proprietà sono più morbide del metallo puro. Se lo riscaldi con potassio, ottieni una lega liquida.

Questo metallo può anche dissolversi nei cosiddetti eteri corona - composti macroeterociclici, ma solo in presenza di solventi organici. Come risultato di questa reazione si forma un alcalide (un sale, un forte agente riducente) o un elettruro (un solvente blu).

È anche impossibile non menzionare che gli alogenuri alchilici, che sono sostanze alogeno-carboniche, con un eccesso di sodio danno composti organosodici. Nell'aria di solito si accendono spontaneamente. E nell'acqua esplodono.

Applicazione

Le proprietà e le caratteristiche del sodio ne consentono un ampio utilizzo nell'industria, nella metallurgia e nella chimica preparativa come potente agente riducente. Inoltre, questa sostanza è coinvolta:

• Nell'essiccazione di solventi organici.
• Nella produzione di batterie allo zolfo-sodio.
• Nelle valvole di scarico dei motori dei camion. Svolge il ruolo di un dissipatore di calore liquido.
• Nella produzione di cavi elettrici progettati per correnti elevate.
• In leghe con cesio, rubidio e potassio. Insieme a queste sostanze, il sodio forma un refrigerante altamente efficiente, che, tra l'altro, viene utilizzato per i neutroni veloci nei reattori nucleari.
• Nelle lampade a scarica di gas.

E questi sono solo alcuni degli ambiti di applicazione. Ma la sostanza più comune al mondo è il cloruro di sodio. Si trova in quasi tutte le case, perché è sale da cucina.

È anche impossibile non menzionare che la crosta terrestre è composta per il 2,6% di sodio. E in generale è al 7° posto nella classifica degli elementi più comuni in natura e al 5° posto nella lista dei metalli più comuni. È impossibile trovare il sodio in natura nella sua forma pura, poiché è chimicamente attivo, ma si trova in grandi quantità sotto forma di solfato, carbonato, nitrato e cloruro.

Ruolo biologico

Quindi, tutte le nozioni di base sull'argomento "Il sodio è un metallo o un non metallo?" è stato detto. Infine, qualche parola sul ruolo biologico di questa sostanza.

Il sodio è parte integrante di qualsiasi organismo vivente. L’essere umano non fa eccezione. Ecco i suoi ruoli:

• Mantiene la pressione osmotica.
• Trasporta l'anidride carbonica.
• Normalizza il bilancio idrico.
• Promuove il trasporto di glucosio, aminoacidi, anioni attraverso le membrane cellulari.
• Il suo scambio con gli ioni potassio influenza la formazione del potenziale d'azione.
• Influisce positivamente sul metabolismo delle proteine.
• Partecipa al processo di idratazione.

Il sodio è incluso in quasi tutti i prodotti. Ma le sue fonti principali sono sale e bicarbonato di sodio. La vitamina D migliora l'assorbimento di questa sostanza.

Non si verifica carenza di sodio, ma durante il digiuno possono verificarsi problemi associati al consumo di quantità insufficienti. Questo è irto di perdita di peso, vomito, ridotto assorbimento dei monosaccaridi e formazione di gas nel tratto gastrointestinale. Nei casi particolarmente gravi si verificano nevralgie e convulsioni. Pertanto, è meglio non sottoporre il proprio corpo a una grave fame.

Il sodio è un elemento chimico appartenente al primo gruppo della tavola periodica degli elementi creata da D.I. Mendeleev.

Il sodio ha numero atomico 11 e il suo peso atomico è 22,99. Il sodio è così morbido che può essere tagliato con un coltello. La sua densità (a 20°C) è di 0,968 g/cm3. Ha un punto di fusione di circa 98° C; e il punto di ebollizione del sodio è 883° C.

Il sodio è un elemento reattivo e molto attivo; Se conservato all'aria aperta, si ossida molto facilmente formando carbonato di sodio e ossido di sodio idrato.

Il sodio può formare leghe con molti metalli, che sono di grande importanza tecnica nella scienza e nella produzione. Il sodio e le sue leghe trovano largo impiego in molti settori industriali. Nell'industria chimica, il sodio viene utilizzato per produrre perossido di sodio, piombo tetraetile (tramite la lega Na - Pb), cianuro di sodio, idruro di sodio, detergenti, ecc.

Nell'industria metallurgica, il sodio viene utilizzato come agente riducente nella produzione di torio, uranio, titanio, zirconio e altri metalli dai loro composti fluorurati o cloruri. Il sodio in forma liquida, così come le sue leghe con il potassio, vengono utilizzati nell'energia nucleare come refrigerante.

Non sorprende che il sodio sia uno degli elementi chimici più comuni in natura. Secondo varie stime, il suo contenuto nella crosta terrestre raggiunge il 2,27%. Anche negli organismi viventi è contenuto in quantità fino allo 0,02%. Sebbene il sodio appartenga al gruppo dei metalli, non si trova in natura nella sua forma pura a causa della sua elevata attività chimica. Molto spesso si trova sotto forma di cloruro NaCl (salgemma, salgemma), nonché nitrato NaNO3 (salnitro), carbonato Na2CO3 NaHCO3 · 2H2O (trona), solfato Na2SO4 · 10H2O (mirabilite), Na2B4O7 · 4H2O (kernite), tetraborato Na2B4O7 10 H2O (borace) e altri sali. Naturalmente le acque oceaniche contengono enormi riserve di cloruro di sodio.

Nell'industria alimentare è il sale da cucina, molto necessario per cucinare, nell'industria chimica viene utilizzato per produrre fertilizzanti minerali e antisettici e nell'industria leggera il sodio viene utilizzato per trattare la pelle. È anche ampiamente utilizzato nella produzione metallurgica, nella fabbricazione di lampade a scarica di gas e sotto forma di lega con potassio viene utilizzato come refrigerante.

Senza l'utilizzo dei suoi composti (formiato di sodio e fluoruro di sodio), lo sviluppo della moderna edilizia è oggi impossibile; Poiché sono sia un agente antigelo che un eccellente plastificante nella produzione di calcestruzzo di alta qualità e di vari prodotti da esso derivati, i lavori di costruzione possono essere eseguiti a temperature molto basse.

Il sodio è spesso usato come refrigerante; una lega di sodio con potassio viene utilizzata nell'energia nucleare per far funzionare gli impianti nucleari. Come agente riducente viene utilizzato per produrre metalli refrattari (zirconio, titanio, ecc.); come catalizzatore viene utilizzato nella produzione di gomma sintetica e nella sintesi organica. Anche altri composti del sodio sono molto utilizzati:

• • l'idrossido di sodio NaOH è uno dei componenti di produzione più importanti dell'industria chimica, che viene utilizzato nella purificazione dei prodotti petroliferi, nella produzione di fibre artificiali, nella carta, nel tessile, nel sapone e in altre industrie;
  • perossido di sodio Na2O2 - utilizzato per sbiancare tessuti, seta, lana, ecc.

Con tutti gli acidi, il sodio forma sali, che vengono spesso utilizzati nella vita umana e in quasi tutti i settori:

• • bromuro di sodio NaBr - in fotografia e medicina;
  • fluoruro di sodio NaF - per la lavorazione del legno, in agricoltura, nella produzione di smalti, ecc.;
  • il carbonato di sodio (carbonato di sodio Na2CO3) e la soda da bere (bicarbonato di sodio NaHCO3) sono i principali prodotti dell'industria chimica;
  • bicromato di sodio Na2Cr2O7 - utilizzato come tannino e forte agente ossidante (miscela cromica - una soluzione di acido solforico concentrato e dicromato di sodio - utilizzata per il lavaggio della vetreria da laboratorio);

• • cloruro di sodio NaCl (sale da cucina) - nell'industria alimentare, nella tecnologia, nella medicina, per la produzione di soda caustica, soda, ecc .;
  • nitrato di sodio NaNO3 (nitrato di sodio) - fertilizzante azotato;
  • solfato di sodio Na2SO4 - indispensabile nell'industria del cuoio, del sapone, del vetro, della pasta di legno e della carta, tessile;
  • solfito di sodio Na2SO4 con tiosolfato di sodio Na2SO3 - utilizzato in medicina e fotografia, ecc.
  • il silicato di sodio NaSiO3 è un vetro solubile;

Il prezzo del sodio sul mercato mondiale non è elevato. Questa situazione si verifica a causa della distribuzione molto ampia del sodio e dei suoi composti in natura, nonché dei metodi relativamente economici della sua produzione industriale. Il sodio sotto forma di metallo puro viene ottenuto industrialmente dall'idrossido o dal cloruro di sodio fuso facendolo attraversare da una grande corrente elettrica. Oggi il consumo globale di sodio e dei suoi composti ammonta a oltre 100 milioni di tonnellate e la sua domanda aumenta ogni anno. È difficile nominare un settore in cui il sodio non viene utilizzato.

Il contenuto dell'articolo

SODIO– (Natrio) Na, elemento chimico del gruppo 1 (Ia) della tavola periodica, appartiene agli elementi alcalini. Numero atomico 11, massa atomica relativa 22,98977. In natura esiste l'isotopo stabile 23 Na. Si conoscono sei isotopi radioattivi di questo elemento, due dei quali interessano la scienza e la medicina. Il sodio-22, con un tempo di dimezzamento di 2,58 anni, viene utilizzato come fonte di positroni. Il sodio-24 (la sua emivita è di circa 15 ore) viene utilizzato in medicina per la diagnosi e il trattamento di alcune forme di leucemia.

Stato di ossidazione +1.

I composti del sodio sono conosciuti fin dall'antichità. Il cloruro di sodio è un componente essenziale dell'alimentazione umana. Si ritiene che le persone abbiano iniziato a usarlo nel Neolitico, ad es. circa 5-7 mila anni fa.

L’Antico Testamento menziona una sostanza chiamata “neter”. Questa sostanza veniva usata come detersivo. Molto probabilmente, neter è soda, un carbonato di sodio che si è formato nei laghi salati egiziani con sponde calcaree. Gli autori greci Aristotele e Dioscoride scrissero in seguito sulla stessa sostanza, ma sotto il nome di “nitron”, e l’antico storico romano Plinio il Vecchio, menzionando la stessa sostanza, la chiamò “nitrum”.

Nel XVIII secolo I chimici conoscevano già molti diversi composti del sodio. I sali di sodio erano ampiamente utilizzati in medicina, nella concia delle pelli e nella tintura dei tessuti.

Il sodio metallico fu ottenuto per la prima volta dal chimico e fisico inglese Humphry Davy mediante elettrolisi dell'idrossido di sodio fuso (utilizzando una colonna voltaica di 250 paia di piastre di rame e zinco). Il nome "sodio" scelto da Davy per questo elemento riflette la sua origine dalla soda Na 2 CO 3 . I nomi latini e russi dell'elemento derivano dall'arabo “natrun” (soda naturale).

Distribuzione del sodio in natura e sua estrazione industriale.

Il sodio è il settimo elemento più abbondante e il quinto metallo più abbondante (dopo alluminio, ferro, calcio e magnesio). Il suo contenuto nella crosta terrestre è del 2,27%. La maggior parte del sodio si trova in vari alluminosilicati.

In tutti i continenti esistono enormi depositi di sali di sodio in forma relativamente pura. Sono il risultato dell'evaporazione dei mari antichi. Questo processo è ancora in corso a Salt Lake (Utah), nel Mar Morto e in altri luoghi. Il sodio si trova sotto forma di cloruro di NaCl (salgemma, salgemma), nonché carbonato Na 2 CO 3 NaHCO 3 2H 2 O (trona), nitrato NaNO 3 (salnitro), solfato Na 2 SO 4 10H 2 O (mirabilite ), tetraborato Na 2 B 4 O 7 10 H 2 O (borace) e Na 2 B 4 O 7 4H 2 O (kernite) e altri sali.

Esistono riserve inesauribili di cloruro di sodio nelle salamoie naturali e nelle acque oceaniche (circa 30 kg m–3). Si stima che il salgemma in una quantità equivalente al contenuto di cloruro di sodio nell'Oceano Mondiale occuperebbe un volume di 19 milioni di metri cubi. km (50% in più rispetto al volume totale del continente nordamericano sopra il livello del mare). Un prisma di questo volume con una superficie di base di 1 mq. km può raggiungere la Luna 47 volte.

Ora la produzione totale di cloruro di sodio dall’acqua di mare ha raggiunto i 6-7 milioni di tonnellate all’anno, ovvero circa un terzo della produzione mondiale totale.

La materia vivente contiene in media lo 0,02% di sodio; Ce n'è di più negli animali che nelle piante.

Caratteristiche di una sostanza semplice e produzione industriale del sodio metallico.

Il sodio è un metallo bianco-argenteo, a strati sottili con una tinta viola, plastico, anche morbido (facilmente tagliato con un coltello), un taglio fresco di sodio è lucido. I valori di conducibilità elettrica e conducibilità termica del sodio sono piuttosto elevati, la densità è 0,96842 g/cm 3 (a 19,7°C), il punto di fusione è 97,86°C, il punto di ebollizione è 883,15°C.

La lega ternaria, contenente il 12% di sodio, il 47% di potassio e il 41% di cesio, ha il punto di fusione più basso tra i sistemi metallici, pari a –78°C.

Il sodio e i suoi composti colorano la fiamma di un giallo brillante. La doppia linea nello spettro del sodio corrisponde alla transizione 3 S 1–3P 1 negli atomi dell'elemento.

L'attività chimica del sodio è elevata. Nell'aria si ricopre rapidamente di una pellicola composta da una miscela di perossido, idrossido e carbonato. Il sodio brucia in ossigeno, fluoro e cloro. Quando un metallo viene bruciato nell'aria, si forma il perossido di Na 2 O 2 (con una miscela di ossido di Na 2 O).

Il sodio reagisce con lo zolfo quando viene macinato in un mortaio e riduce l'acido solforico in zolfo o addirittura solfuro. L'anidride carbonica solida ("ghiaccio secco") esplode al contatto con il sodio (gli estintori ad anidride carbonica non possono essere utilizzati per estinguere un incendio di sodio!). Con l'azoto la reazione avviene solo con una scarica elettrica. Il sodio non interagisce solo con i gas inerti.

Il sodio reagisce attivamente con l'acqua:

2Na + 2H2O = 2NaOH + H2

Il calore rilasciato durante la reazione è sufficiente per fondere il metallo. Pertanto, se un pezzettino di sodio viene gettato in acqua, si scioglie per effetto termico della reazione e una goccia di metallo, che è più leggera dell’acqua, “corre” lungo la superficie dell’acqua, spinta dalla forza reattiva dell'idrogeno liberato. Il sodio reagisce molto più tranquillamente con gli alcoli che con l'acqua:

2Na + 2C2 H5 OH = 2C2H5 ONa + H2

Il sodio si dissolve facilmente nell'ammoniaca liquida per formare soluzioni metastabili di colore blu brillante con proprietà insolite. A –33,8° C, in 1000 g di ammoniaca si sciolgono fino a 246 g di sodio metallico. Le soluzioni diluite sono blu, le soluzioni concentrate sono bronzo. Si possono conservare per circa una settimana. È stato stabilito che nell'ammoniaca liquida il sodio ionizza:

Na Na + + e –

La costante di equilibrio di questa reazione è 9,9·10 –3. L'elettrone uscente viene solvatato dalle molecole di ammoniaca e forma un complesso -. Le soluzioni risultanti hanno conduttività elettrica metallica. Quando l'ammoniaca evapora, rimane il metallo originale. Quando la soluzione viene conservata per un lungo periodo, diventa gradualmente scolorita a causa della reazione del metallo con l'ammoniaca per formare l'ammide NaNH 2 o l'immide Na 2 NH e il rilascio di idrogeno.

Il sodio viene immagazzinato sotto uno strato di liquido disidratato (cherosene, olio minerale) e trasportato solo in contenitori metallici sigillati.

Il metodo elettrolitico per la produzione industriale del sodio fu sviluppato nel 1890. L'elettrolisi veniva effettuata su idrossido di sodio fuso, come negli esperimenti di Davy, ma utilizzando fonti di energia più avanzate rispetto alla colonna voltaica. In questo processo, insieme al sodio, viene rilasciato l'ossigeno:

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

Durante l'elettrolisi del cloruro di sodio puro sorgono seri problemi, associati, in primo luogo, al punto di fusione vicino del cloruro di sodio e al punto di ebollizione del sodio e, in secondo luogo, all'elevata solubilità del sodio nel cloruro di sodio liquido. L'aggiunta di cloruro di potassio, fluoruro di sodio, cloruro di calcio al cloruro di sodio consente di ridurre la temperatura di fusione a 600° C. Produzione di sodio mediante elettrolisi di una miscela eutettica fusa (una lega di due sostanze con il punto di fusione più basso) 40% NaCl e 60% CaCl 2 a ~580° C in una cella sviluppata dall'ingegnere americano G. Downs, fu avviata nel 1921 dalla DuPont nei pressi della centrale elettrica delle Cascate del Niagara.

Sugli elettrodi si verificano i seguenti processi:

catodo (ferro): Na + + e – = Na

Ca2+ + 2e – = Ca

anodo (grafite): 2Cl – – 2e – = Cl 2.

I metalli di sodio e calcio si formano su un catodo cilindrico di acciaio e vengono sollevati da un tubo raffreddato in cui il calcio solidifica e ricade nella massa fusa. Il cloro generato nell'anodo centrale di grafite viene raccolto sotto il tetto in nichel e quindi purificato.

Attualmente, il volume di produzione di sodio metallico è di diverse migliaia di tonnellate all’anno.

L'uso industriale del sodio metallico è dovuto alle sue forti proprietà riducenti. Per molto tempo la maggior parte del metallo prodotto è stato utilizzato per produrre piombo tetraetile PbEt 4 e piombo tetrametil PbMe 4 (antidetonanti per benzina) facendo reagire cloruri alchilici con una lega di sodio e piombo ad alta pressione. Ora questa produzione sta rapidamente diminuendo a causa dell'inquinamento ambientale.

Un altro campo di applicazione è la produzione di titanio, zirconio e altri metalli riducendone i cloruri. Quantità minori di sodio vengono utilizzate per produrre composti come idruro, perossido e alcolati.

Il sodio disperso è un prezioso catalizzatore nella produzione di gomma ed elastomeri.

Vi è un uso crescente del sodio fuso come fluido di scambio termico nei reattori nucleari a neutroni veloci. Il basso punto di fusione, la bassa viscosità, la piccola sezione trasversale di assorbimento dei neutroni del sodio, combinati con una capacità termica e una conduttività termica estremamente elevate, lo rendono (e le sue leghe con potassio) un materiale indispensabile per questi scopi.

Il sodio pulisce in modo affidabile gli oli dei trasformatori, gli eteri e altre sostanze organiche da tracce di acqua e con l'aiuto dell'amalgama di sodio è possibile determinare rapidamente il contenuto di umidità in molti composti.

Composti del sodio.

Il sodio forma un insieme completo di composti con tutti i soliti anioni. Si ritiene che in tali composti vi sia una separazione quasi completa della carica tra le parti cationiche e anioniche del reticolo cristallino.

Ossido di sodio Na 2 O viene sintetizzato dalla reazione di Na 2 O 2, NaOH e, più preferibilmente, NaNO 2, con sodio metallico:

Na2O2 + 2Na = 2Na2O

2NaOH + 2Na = 2Na2O + H2

2NaNO2 + 6Na = 4Na2O + N2

Nell'ultima reazione, il sodio può essere sostituito con sodio azide NaN 3:

5NaN3 + NaNO2 = 3Na2O + 8N2

È meglio conservare l'ossido di sodio nella benzina anidra. Serve come reagente per varie sintesi.

Perossido di sodio Na 2 O 2 sotto forma di polvere giallo pallido si forma dall'ossidazione del sodio. In questo caso, in condizioni di apporto limitato di ossigeno secco (aria), si forma prima l'ossido di Na 2 O, che poi si trasforma in perossido di Na 2 O 2. In assenza di ossigeno, il perossido di sodio è termicamente stabile fino a ~675°C.

Il perossido di sodio è ampiamente utilizzato nell'industria come agente sbiancante per fibre, pasta di carta, lana, ecc. È un forte agente ossidante: esplode se mescolato con polvere di alluminio o carbone, reagisce con lo zolfo (e diventa caldo) e accende molti liquidi organici. Il perossido di sodio reagisce con il monossido di carbonio per formare carbonato. La reazione del perossido di sodio con l'anidride carbonica rilascia ossigeno:

2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2

Questa reazione ha importanti applicazioni pratiche negli autorespiratori per sommergibilisti e vigili del fuoco.

Superossido di sodio NaO 2 si ottiene riscaldando lentamente il perossido di sodio a 200–450° C sotto una pressione di ossigeno di 10–15 MPa. La prova della formazione di NaO 2 è stata ottenuta per la prima volta nella reazione dell'ossigeno con il sodio disciolto in ammoniaca liquida.

L'azione dell'acqua sul superossido di sodio porta al rilascio di ossigeno anche al freddo:

2NaO2 + H2O = NaOH + NaHO2 + O2

All'aumentare della temperatura, la quantità di ossigeno rilasciata aumenta poiché l'idroperossido di sodio risultante si decompone:

4NaO2 + 2H2O = 4NaOH + 3O2

Il superossido di sodio è un componente dei sistemi per la rigenerazione dell'aria in spazi confinati.

Ozonuro di sodio NaO 3 si forma mediante l'azione dell'ozono sulla polvere di idrossido di sodio anidro a bassa temperatura, seguita dall'estrazione di NaO 3 rosso con ammoniaca liquida.

Idrossido di sodio NaOH è spesso chiamato soda caustica o soda caustica. Questa è una base forte ed è classificata come un tipico alcali. Numerosi idrati di NaOH sono stati ottenuti da soluzioni acquose di idrossido di sodio N H2O, dove N= 1, 2, 2,5, 3,5, 4, 5,25 e 7.

L'idrossido di sodio è molto aggressivo. Distrugge il vetro e la porcellana a causa dell'interazione con il biossido di silicio che contengono:

2NaOH + SiO2 = Na2SiO3 + H2O

Il nome "soda caustica" riflette l'effetto corrosivo dell'idrossido di sodio sui tessuti viventi. Far entrare questa sostanza negli occhi è particolarmente pericoloso.

Il medico del duca d'Orleans, Nicolas Leblanc (1742–1806), sviluppò un processo conveniente per produrre idrossido di sodio da NaCl nel 1787 (brevetto 1791). Questo primo processo chimico industriale su larga scala fu un importante risultato tecnologico raggiunto in Europa nel XIX secolo. Il processo Leblanc venne successivamente sostituito dal processo elettrolitico. Nel 1874 la produzione mondiale di idrossido di sodio ammontava a 525mila tonnellate, di cui 495mila tonnellate ottenute con il metodo Leblanc; nel 1902 la produzione di idrossido di sodio raggiunse le 1800mila tonnellate, ma solo 150mila tonnellate furono ottenute con il metodo Leblanc.

Oggi l'idrossido di sodio è l'alcali più importante nell'industria. La produzione annua solo negli Stati Uniti supera i 10 milioni di tonnellate ed è ottenuta in grandi quantità mediante elettrolisi delle salamoie. Quando una soluzione di cloruro di sodio viene elettrolizzata, si forma idrossido di sodio e viene rilasciato cloro:

catodo (ferro) 2H 2 O + 2 e– = H2 + 2OH –

anodo (grafite) 2Cl – – 2 e– = CI2

L'elettrolisi è accompagnata dalla concentrazione di alcali in enormi evaporatori. Il più grande del mondo (presso lo stabilimento "Lake Charles" di PPG Inductries) ha un'altezza di 41 me un diametro di 12 m. Circa la metà dell'idrossido di sodio prodotto viene utilizzata direttamente nell'industria chimica per produrre varie sostanze organiche e inorganiche: fenolo, resorcinolo, b-naftolo, sali di sodio (ipoclorito, fosfato, solfuro, alluminati).Inoltre, l'idrossido di sodio viene utilizzato nella produzione di carta e pasta di legno, sapone e detergenti, oli, tessuti.È anche necessario nella lavorazione di bauxite Un'importante area di applicazione dell'idrossido di sodio è la neutralizzazione degli acidi.

Cloruro di sodio NaCl è noto come sale da cucina e salgemma. Forma cristalli cubici incolori, leggermente igroscopici. Il cloruro di sodio fonde a 801° C, bolle a 1413° C. La sua solubilità in acqua dipende poco dalla temperatura: 35,87 g di NaCl si sciolgono in 100 g di acqua a 20° C, e 38,12 g a 80° C.

Il cloruro di sodio è un condimento alimentare necessario e indispensabile. In un lontano passato, il sale aveva un prezzo uguale all'oro. Nell'antica Roma, i legionari venivano spesso pagati non in denaro, ma in sale, da qui la parola soldato.

A Kievan Rus usavano il sale della regione dei Carpazi, dei laghi salati e degli estuari del Mar Nero e del Mar d'Azov. Era così costoso che durante le feste cerimoniali veniva servito sulle tavole dei nobili ospiti, mentre gli altri se ne andavano “bevendo”.

Dopo l'annessione della regione di Astrachan' allo Stato di Mosca, i laghi del Caspio divennero importanti fonti di sale, e tuttavia non ce n'era abbastanza, era costoso, quindi si diffuse il malcontento tra le fasce più povere della popolazione, che si trasformò in un rivolta nota come rivolta del sale (1648)

Nel 1711 Pietro I emanò un decreto che introduceva il monopolio del sale. Il commercio del sale divenne diritto esclusivo dello Stato. Il monopolio del sale durò più di centocinquanta anni e fu abolito nel 1862.

Al giorno d'oggi il cloruro di sodio è un prodotto economico. Insieme al carbone, al calcare e allo zolfo, è una delle cosiddette “quattro grandi” materie prime minerali, le più essenziali per l’industria chimica.

La maggior parte del cloruro di sodio viene prodotto in Europa (39%), Nord America (34%) e Asia (20%), mentre Sud America e Oceania rappresentano solo il 3% ciascuna e l’Africa l’1%. Il salgemma forma vasti depositi sotterranei (spesso centinaia di metri) che contengono più del 90% di NaCl. Un tipico deposito di sale del Cheshire (la principale fonte di cloruro di sodio in Gran Bretagna) copre un'area di 60 × 24 km e ha un letto di sale di circa 400 m di spessore.Si stima che questo deposito da solo valga più di 10 11 tonnellate .

Produzione mondiale di sale all’inizio del 21° secolo. ha raggiunto i 200 milioni di tonnellate, di cui il 60% è consumato dall'industria chimica (per la produzione di cloro e idrossido di sodio, oltre che di pasta di carta, prodotti tessili, metalli, gomme e oli), il 30% dall'industria alimentare, il 10% dall'industria alimentare. altri campi di attività. Il cloruro di sodio viene utilizzato, ad esempio, come agente antighiaccio economico.

Carbonato di sodio Na 2 CO 3 è spesso chiamato carbonato di sodio o semplicemente soda. Si trova in natura sotto forma di salamoia macinata, salamoia nei laghi e nei minerali natron Na 2 CO 3 ·10H 2 O, termonatrite Na 2 CO 3 ·H 2 O, trona Na 2 CO 3 ·NaHCO 3 ·2H 2 O Forme di sodio e altri vari carbonati idrati, bicarbonati, carbonati misti e doppi, ad esempio Na 2 CO 3 7H 2 O, Na 2 CO 3 3NaHCO 3, aKCO 3 N H2O, K2CO3 NaHCO32H2O.

Tra i sali degli elementi alcalini ottenuti industrialmente il carbonato di sodio riveste la massima importanza. Molto spesso, per la sua produzione viene utilizzato il metodo sviluppato dal chimico-tecnologo belga Ernst Solvay nel 1863.

Una soluzione acquosa concentrata di cloruro di sodio e ammoniaca viene saturata con anidride carbonica sotto una leggera pressione. In questo caso si forma un precipitato di bicarbonato di sodio relativamente poco solubile (la solubilità di NaHCO 3 è 9,6 g per 100 g di acqua a 20 ° C):

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

Per ottenere la soda, il bicarbonato di sodio viene calcinato:

L'anidride carbonica rilasciata viene restituita al primo processo. Ulteriore anidride carbonica si ottiene calcinando il carbonato di calcio (calcare):

Il secondo prodotto di questa reazione, l'ossido di calcio (calce), viene utilizzato per rigenerare l'ammoniaca dal cloruro di ammonio:

Pertanto, l'unico sottoprodotto della produzione di soda utilizzando il metodo Solvay è il cloruro di calcio.

Equazione complessiva del processo:

2NaCl + CaCO3 = Na2CO3 + CaCl2

Ovviamente, in condizioni normali in una soluzione acquosa si verifica la reazione inversa, poiché l'equilibrio in questo sistema è completamente spostato da destra a sinistra a causa dell'insolubilità del carbonato di calcio.

Il carbonato di sodio ottenuto da materie prime naturali (carbonato di sodio naturale) è di qualità migliore rispetto alla soda prodotta con il metodo dell'ammoniaca (contenuto di cloruro inferiore allo 0,2%). Inoltre, gli investimenti di capitale specifici e il costo della soda proveniente da materie prime naturali sono inferiori del 40-45% rispetto a quelli ottenuti sinteticamente. Circa un terzo della produzione mondiale di soda proviene oggi da giacimenti naturali.

La produzione mondiale di Na 2 CO 3 nel 1999 è stata distribuita come segue:

Il più grande produttore mondiale di carbonato di sodio naturale sono gli Stati Uniti, dove si concentrano le maggiori riserve esplorate di trona e salamoia di laghi di soda. Il deposito nel Wyoming forma uno strato spesso 3 m e un'area di 2300 km 2. Le sue riserve superano le 10 10 tonnellate Negli Stati Uniti, l'industria della soda si concentra sulle materie prime naturali; l'ultimo impianto di sintesi della soda è stato chiuso nel 1985. La produzione di carbonato di sodio negli Stati Uniti si è stabilizzata a 10,3–10,7 milioni di tonnellate negli ultimi anni.

A differenza degli Stati Uniti, la maggior parte dei paesi del mondo dipende quasi interamente dalla produzione di carbonato di sodio sintetico. La Cina è al secondo posto nel mondo per produzione di carbonato di sodio, dopo gli Stati Uniti. La produzione di questa sostanza chimica in Cina ha raggiunto circa 7,2 milioni di tonnellate nel 1999. La produzione di carbonato di sodio in Russia nello stesso anno è stata di circa 1,9 milioni di tonnellate.

In molti casi, il carbonato di sodio è intercambiabile con l'idrossido di sodio (ad esempio, nella produzione di pasta di carta, sapone, prodotti per la pulizia). Circa la metà del carbonato di sodio viene utilizzata nell'industria del vetro. Un'applicazione in crescita è la rimozione dei contaminanti di zolfo dalle emissioni di gas provenienti da impianti di produzione di energia e grandi forni. Al carburante viene aggiunta polvere di carbonato di sodio, che reagisce con l'anidride solforosa per formare prodotti solidi, in particolare solfito di sodio, che può essere filtrato o precipitato.

Il carbonato di sodio era precedentemente ampiamente utilizzato come "bicarbonato di sodio", ma questa applicazione è ora scomparsa a causa dell'uso di altri detersivi domestici.

Il bicarbonato di sodio NaHCO 3 (bicarbonato di sodio) viene utilizzato principalmente come fonte di anidride carbonica nella cottura del pane, nella produzione di dolciumi, nella produzione di bevande gassate e acque minerali artificiali, come componente di composti estinguenti e come medicinale. Ciò è dovuto alla facilità della sua decomposizione a 50–100° C.

Solfato di sodio Na 2 SO 4 si presenta in natura in forma anidra (tenardite) e sotto forma decaidrata (mirabilite, sale di Glauber). Fa parte dell'astraconite Na 2 Mg(SO 4) 2 4H 2 O, della vanthoffite Na 2 Mg(SO 4) 2, della glauberite Na 2 Ca(SO 4) 2. Le maggiori riserve di solfato di sodio si trovano nei paesi della CSI, così come negli Stati Uniti, in Cile e in Spagna. La mirabilite, isolata da depositi naturali o salamoia di laghi salati, viene disidratata a 100 ° C. Il solfato di sodio è anche un sottoprodotto della produzione di acido cloridrico utilizzando acido solforico, nonché il prodotto finale di centinaia di processi industriali che utilizzano neutralizzazione dell'acido solforico con idrossido di sodio.

I dati sulla produzione di solfato di sodio non sono pubblicati, ma si stima che la produzione globale della materia prima naturale sia di circa 4 milioni di tonnellate all'anno. Il recupero del solfato di sodio come sottoprodotto è stimato a livello globale tra 1,5 e 2,0 milioni di tonnellate.

Per molto tempo il solfato di sodio è stato poco utilizzato. Ora questa sostanza è la base dell'industria della carta, poiché Na 2 SO 4 è il principale reagente nella pasta kraft per la preparazione della carta da imballaggio marrone e del cartone ondulato. I trucioli o la segatura di legno vengono lavorati in una soluzione alcalina calda di solfato di sodio. Scioglie la lignina (il componente del legno che tiene insieme le fibre) e rilascia le fibre di cellulosa, che vengono poi inviate alle macchine per la produzione della carta. La soluzione rimanente viene evaporata finché non è in grado di bruciare, fornendo vapore all'impianto e calore per l'evaporazione. Il solfato e l'idrossido di sodio fusi sono resistenti alla fiamma e possono essere riutilizzati.

Una porzione minore di solfato di sodio viene utilizzata nella produzione di vetro e detergenti. La forma idrata di Na 2 SO 4 ·10H 2 O (sale di Glauber) è un lassativo. Ora è usato meno di prima.

Nitrato di sodio NaNO 3 è chiamato sodio o nitrato cileno. I grandi depositi di nitrato di sodio rinvenuti in Cile sembrano essersi formati dalla decomposizione biochimica di resti organici. L'ammoniaca rilasciata inizialmente è stata probabilmente ossidata in acido nitroso e nitrico, che hanno poi reagito con cloruro di sodio disciolto.

Il nitrato di sodio si ottiene dall'assorbimento di gas nitrosi (una miscela di ossidi di azoto) con una soluzione di carbonato o idrossido di sodio o dall'interazione di scambio del nitrato di calcio con solfato di sodio.

Il nitrato di sodio è usato come fertilizzante. È un componente dei refrigeranti salini liquidi, dei bagni di raffreddamento nell'industria della lavorazione dei metalli e delle composizioni per l'accumulo di calore. Una miscela ternaria composta da 40% NaNO 2, 7% NaNO 3 e 53% KNO 3 può essere utilizzata dal punto di fusione (142° C) a ~600° C. Il nitrato di sodio è utilizzato come agente ossidante negli esplosivi, nei carburanti per missili, e composizioni pirotecniche. Viene utilizzato nella produzione di vetro e sali di sodio, compreso il nitrito, che funge da conservante alimentare.

Nitrato di sodio NaNO 2 può essere ottenuto mediante decomposizione termica del nitrato di sodio o sua riduzione:

NaNO3 + Pb = NaNO2 + PbO

Per la produzione industriale del nitrito di sodio, gli ossidi di azoto vengono assorbiti da una soluzione acquosa di carbonato di sodio.

Il nitrito di sodio NaNO 2, oltre ad essere utilizzato con i nitrati come fusioni termoconduttrici, è ampiamente utilizzato nella produzione di coloranti azoici, per l'inibizione della corrosione e la conservazione della carne.

Elena Savinkina

Schema della lezione:

1. Distribuzione del sodio in natura.

2. Contesto storico.

3. Proprietà fisiche del sodio

4. 4.Proprietà chimiche del sodio

5. Ottenere sodio.

6. 6.Ottenere sodio.

Sodio(Natrio), Na, elemento chimico del gruppo I del sistema periodico di Mendeleev: numero atomico 11, massa atomica 22,9898; un metallo morbido bianco-argenteo che si ossida rapidamente dalla superficie nell'aria. L'elemento naturale è costituito da un isotopo stabile, 23 Na.

Riferimento storico. I composti naturali del sodio - sale da cucina NaCl, soda Na 2 CO 3 - sono conosciuti fin dall'antichità. Il nome "Sodio" deriva dall'arabo natrun, greco. nitrone, originariamente riferito alla soda naturale. Già nel XVIII secolo i chimici conoscevano molti altri composti del sodio. Tuttavia, il metallo stesso fu ottenuto solo nel 1807 da G. Davy mediante elettrolisi della soda caustica NaOH. Nel Regno Unito, negli Stati Uniti, in Francia l'elemento si chiama Sodio (dalla parola spagnola soda - soda), in Italia - sodio.

DiffondereNatri in natura.

Il sodio è un elemento tipico della parte superiore della crosta terrestre. Il suo contenuto medio nella litosfera è del 2,5% in massa, nelle rocce ignee acide (graniti e altre) 2,77, nelle rocce basiche (basalti e altre) 1,94, nelle rocce ultrabasiche (rocce del mantello) 0,57. A causa dell'isomorfismo di Na + e Ca 2+, dovuto alla vicinanza dei loro raggi ionici, nelle rocce ignee si formano feldspati sodico-calcici (plagioclasi). Nella biosfera esiste una netta differenziazione del sodio: le rocce sedimentarie sono, in media, povere di sodio (0,66% nelle argille e negli scisti); ce n'è poco nella maggior parte dei terreni (in media 0,63%). Il numero totale di minerali di sodio è 222. Il Na è debolmente trattenuto nei continenti e portato dai fiumi nei mari e negli oceani, dove il suo contenuto medio è dell'1,035% (Na è il principale elemento metallico dell'acqua di mare). Durante l'evaporazione, i sali di sodio si depositano nelle lagune marine costiere, così come nei laghi continentali delle steppe e dei deserti, formando strati di rocce saline. I principali minerali che costituiscono la fonte di sodio e dei suoi composti sono salgemma (salgemma) NaCl, salnitro cileno NaNO 3, thenardite Na 2 SO 4, mirabilite Na 2 SO 4 10H 2 O, trona NaH(CO 3) 2 2H 2 O Il Na è un bioelemento importante, la materia vivente contiene in media lo 0,02% di Na; Ce n'è di più negli animali che nelle piante.

Proprietà fisicheNatrio

A temperatura ordinaria, il sodio cristallizza in un reticolo cubico, a = 4,28 Å. Raggio atomico 1,86Å, raggio ionico Na+ 0,92Å. Densità 0,968 g/cm 3 (19,7 °C), punto di fusione 97,83 °C, punto di ebollizione 882,9 °C; capacità termica specifica (20 °C) 1,23 10 3 J/(kg K) o 0,295 cal/(g gradi); coefficiente di conducibilità termica 1,32·10 2 W/(m·K) o 0,317 cal/(cm·sec·deg); coefficiente di temperatura di dilatazione lineare (20 °C) 7,1·10 -5; resistività elettrica (0 °C) 4,3·10 -8 ohm·m (4,3·10 -6 ohm·cm). Il sodio è paramagnetico, suscettibilità magnetica specifica +9,2·10 -6; molto plastico e morbido (si taglia facilmente con un coltello).

Proprietà chimicheNatrio

Il potenziale normale dell'elettrodo di sodio è -2,74 V; potenziale dell'elettrodo nella massa fusa -2,4 V. Il vapore di sodio colora la fiamma di un caratteristico colore giallo brillante. La configurazione degli elettroni esterni dell'atomo è 3s 1; In tutti i composti conosciuti, il sodio è monovalente. La sua attività chimica è molto elevata. Quando si interagisce direttamente con l'ossigeno, a seconda delle condizioni, si forma ossido di Na 2 O o perossido di Na 2 O 2: sostanze cristalline incolori. Con l'acqua, il sodio forma idrossido NaOH e H 2; la reazione può essere accompagnata da un'esplosione. Gli acidi minerali formano corrispondenti sali solubili in acqua con il sodio, tuttavia, il sodio è relativamente inerte rispetto all'acido solforico al 98-100%.

La reazione del sodio con l'idrogeno inizia a 200 °C e porta alla produzione di idruro di NaH, una sostanza cristallina igroscopica incolore. Il sodio reagisce direttamente con fluoro e cloro anche a temperature normali, con il bromo - solo se riscaldato; non si osserva alcuna interazione diretta con lo iodio. Reagisce violentemente con lo zolfo, formando solfuro di sodio; l'interazione del vapore di sodio con l'azoto nel campo di una scarica elettrica silenziosa porta alla formazione di nitruro di Na 3 N e con carbonio a 800-900 ° C - alla produzione di Na carburo 2C2.

Il sodio si dissolve nell'ammoniaca liquida (34,6 g per 100 g di NH 3 a 0°C) per formare complessi di ammoniaca. Quando l'ammoniaca gassosa viene fatta passare attraverso il sodio fuso a 300-350 °C, si forma l'ammina sodica NaNH 2, una sostanza cristallina incolore che viene facilmente decomposta dall'acqua. Sono noti un gran numero di composti organosodici, che nelle proprietà chimiche sono molto simili ai composti organolitici, ma sono superiori a loro nella reattività. I composti organosodici sono utilizzati nella sintesi organica come agenti alchilanti.

Il sodio è un componente di molte leghe praticamente importanti. Le leghe Na–K, contenenti il ​​40-90% di K (in massa) ad una temperatura di circa 25°C, sono liquidi bianco-argentei altamente reattivi chimicamente e infiammabili nell'aria. La conduttività elettrica e la conducibilità termica delle leghe liquide Na–K sono inferiori ai valori corrispondenti per Na e K. Gli amalgami di sodio si ottengono facilmente introducendo sodio metallico nel mercurio; con un contenuto superiore al 2,5% di Na (in peso) a temperature ordinarie sono già solidi.

RicevutaNatrio.

Il principale metodo industriale per la produzione di sodio è l'elettrolisi del sale NaCl fuso contenente additivi KCl, NaF, CaCl 2 e altri, che riducono il punto di fusione del sale a 575-585 °C. L'elettrolisi di NaCl puro porterebbe a grandi perdite di sodio per evaporazione, poiché i punti di fusione di NaCl (801 °C) e i punti di ebollizione di Na (882,9 °C) sono molto vicini. L'elettrolisi viene effettuata in elettrolizzatori con diaframma, i catodi sono in ferro o rame, gli anodi sono in grafite. Il cloro viene prodotto contemporaneamente al sodio. Il vecchio metodo per ottenere il sodio è l'elettrolisi dell'idrossido di sodio fuso NaOH, che è molto più costoso di NaCl, ma si decompone elettroliticamente a una temperatura inferiore (320-330 °C).

ApplicazioneNatrio.

Il sodio e le sue leghe sono ampiamente utilizzati come refrigeranti per processi che richiedono un riscaldamento uniforme nell'intervallo 450-650 °C, nelle valvole dei motori degli aerei e soprattutto nelle centrali nucleari. In quest'ultimo caso, le leghe Na-K servono come refrigeranti metallici liquidi (entrambi gli elementi hanno piccole sezioni trasversali di assorbimento dei neutroni termici, per Na 0,49 barn); queste leghe sono caratterizzate da punti di ebollizione e coefficienti di trasferimento di calore elevati e non interagiscono con i materiali strutturali alle alte temperature sviluppate nelle centrali elettriche e nei reattori nucleari. Il composto NaPb (10% Na in peso) viene utilizzato nella produzione del piombo tetraetile, l'agente antidetonante più efficace. Nella lega a base di piombo (0,73% Ca, 0,58% Na e 0,04% Li) utilizzata per la produzione di cuscinetti degli assi per vagoni ferroviari, il sodio è un additivo rinforzante. In metallurgia, il Sodio funge da agente riducente attivo nella produzione di alcuni metalli rari (Ti, Zr, Ta) mediante metodi metallotermici; nella sintesi organica - nelle reazioni di riduzione, condensazione, polimerizzazione e altre.

A causa dell'elevata attività chimica del sodio, maneggiarlo richiede cautela. È particolarmente pericoloso se l'acqua entra in contatto con il sodio, il che può provocare incendi ed esplosioni. Gli occhi devono essere protetti con occhiali protettivi, le mani con spessi guanti di gomma; Il contatto del sodio con la pelle o gli indumenti bagnati può causare gravi ustioni.

Una sostanza inorganica, un elemento semplice della tavola periodica, appartiene al gruppo dei metalli alcalini. È al sesto posto per abbondanza nella crosta terrestre; è più abbondante tra i metalli disciolti nelle acque dei mari e degli oceani. Si trova sotto forma di composti in minerali come salgemma, mirabilite, thenardite, nitrato di sodio, trona, borace, ecc. Non si trova nella sua forma pura.

Metodo di produzione industriale: elettrolisi del cloruro di sodio fuso (sale da cucina). Contemporaneamente vengono prodotti sodio e cloro.

Proprietà

Metallo duttile color argento. All'aria si ossida e sbiadisce rapidamente. È così morbido che può essere tagliato con un bisturi, arrotolato, pressato. Più leggero dell'acqua. Conduce bene corrente e calore. Il colore della fiamma è giallo brillante. Questa reazione è tipica per il rilevamento di molti composti del sodio.

È un metallo chimicamente molto attivo e ha proprietà basilari. Reagisce con ossigeno, anidride carbonica, acidi diluiti e concentrati, alcoli, ammoniaca gassosa e liquida, ossidi. Si autoinfiamma quando interagisce con cloro e fluoro, reagisce violentemente con l'acqua (a volte con un'esplosione), il bromo e lo zolfo. Reagisce con quasi tutti i non metalli (a volte ciò richiede condizioni speciali, scariche elettriche o alte temperature). Con l'acqua forma un forte alcalino - idrossido di sodio (soda caustica). Forma composti con mercurio e alcuni altri metalli, con sostanze organiche.

Il sodio ha una differenza molto significativa tra il suo punto di fusione e quello di ebollizione: quasi 800 gradi. Fonde a circa +98 °C, bolle a +883 °C. Grazie a questa proprietà, il sodio costituisce un buon refrigerante per potenti reattori nucleari, che non bolle ad alte temperature.

Il sodio svolge un ruolo importante nella vita degli organismi viventi. È necessario per il normale metabolismo, il funzionamento del sistema nervoso e cardiovascolare. La mancanza di sodio porta a disturbi del tratto gastrointestinale, convulsioni e nevralgie. Eccesso: porta a edema, aumento della pressione sanguigna, problemi con la funzionalità renale.

Misure precauzionali

Il sodio non deve essere maneggiato a mano, poiché reagisce immediatamente con l'umidità della pelle e forma un alcali, causando gravi ustioni chimiche e termiche.

Conservare il sodio sotto uno strato di cherosene o olio minerale in contenitori di ferro sigillati (il liquido deve coprire completamente il reagente). Se conservato in un contenitore di vetro, a sua volta deve essere collocato in un armadio metallico ignifugo.

Dopo aver lavorato con il sodio metallico, i residui devono essere neutralizzati con alcool, in nessun caso consentendo alle particelle di sodio di entrare nel bidone della spazzatura o nello scarico, poiché ciò potrebbe causare un incendio e una rapida distruzione delle tubazioni fognarie.

Applicazione

Le proprietà riducenti vengono utilizzate durante l'ottenimento metalli puri: potassio, zirconio, tantalio, ecc.
Nelle lampade a scarica di gas.
Nella metallurgia, il sodio viene aggiunto alle leghe di piombo per conferire loro resistenza. Rende le leghe di altri metalli più refrattarie.
Nell'ingegneria elettrica, il sodio viene utilizzato per produrre batterie ad alta intensità energetica, valvole per motori di camion e pneumatici per correnti molto elevate.
Poiché il sodio non assorbe bene i neutroni, viene utilizzato come refrigerante nei reattori nucleari a neutroni veloci.
Per l'essiccazione di solventi organici, per analisi qualitative in chimica organica.
Gli isotopi del sodio sono utilizzati in medicina e nella ricerca scientifica.
Molti sali vengono utilizzati nell'industria alimentare: glutammato, cloruro, bicarbonato, benzoato, nitrito, sodio saccarinato.
Il sale da cucina viene utilizzato nella purificazione dell'acqua.
L'idrossido di sodio è richiesto nella produzione di carta, sapone e fibre sintetiche; come elettrolita.
I carbonati e i bicarbonati di sodio sono utilizzati nella lotta antincendio e nei prodotti farmaceutici.
Il fosfato di sodio è necessario per la produzione di detersivi, vernici, nell'industria del vetro e nella fotografia.
I silicati di sodio vengono utilizzati nella produzione di calcestruzzo resistente al fuoco e agli acidi.
Vengono utilizzati azide, cianuro, clorato, perossido, tetraborato, solfato, tiosolfato di sodio e molti altri suoi composti.