Сегодня мы продолжим наше путешествие по таблице Менделеева. И расскажем ещё об одном щелочном металле. Возможно, Вы помните недавнюю статью о литии. Так вот. У нашего сегодняшнего героя довольно много схожих с ним свойств. И я абсолютно уверен, что Вы его сегодня ели на завтрак. Мы будем говорить об элементе с одиннадцатью протонами. Это натрий. Единственный стабильный изотоп натрия – 23Na.
Для чего нужен натрий?
Натрий широко используется в самых различных сферах жизни. Ниже перечислены только некоторые области человеческой деятельности, где применяется натрий:
1 Химическая промышленность: натрий используется в процессах производства синтетических материалов, пластиков, каустических средств, щелочных веществ и других химических соединений.
2 Пищевая промышленность: натрий применяется в качестве добавки в пищевых продуктах. Например, натрий содержится в поваренной соли, различных соусах, консервах, чипсах и других изделиях.
3 Электротехника: натриевые соединения используются в производстве электрических аккумуляторов, осветительных приборов и других электротехнических устройств.
4 Металлургия: натрий используется в процессах изготовления некоторых сплавов и металлических изделий.
5 Фармацевтическая промышленность: натриевые соединения активно применяются в производстве различных лекарственных препаратов и фармацевтических продуктов.
Итак, что мы знаем про натрий?
Поехали.
Ненужные электроны
Вы конечно же помните, что первая электронная оболочка, ближайшая к ядру, имеет «место» только для двух электронов. А вот вторая может вмещать уже восемь. Поскольку натрий имеет одиннадцать протонов и, если он не ионизирован, одиннадцать электронов, первые две его электронные оболочки полностью заполнены. А на третьей находится один электрон. И именно этот электрон определяет многие из свойств натрия.
Как проще всего сделать натрий стабильным? Нужно просто сделать все оболочки заполненными. То есть немедленно избавиться от этого одинокого электрона. Именно такое «желание» делает натрий металлом. На самом деле натрий – это, если можно так выразиться, «очень металлический» металл. Настолько, что Вы, вероятно, никогда не видели его в чистом виде. Хотя едите его каждый день.
Проблема с возможностью увидеть чистый натрий та же, что и в случае с литием. Натрий так близок к стабильности, что, как только он встречает любой другой элемент, который является электроотрицательным (тот, кто хочет получить электроны), немедленно реагирует с ним. И образует самые различные соединения.
На Земле натрия просто неисчислимое количество: 2,6% земной коры – это натрий. Но, конечно, Вы нигде не найдёте его в чистом виде.
Тем не менее, несмотря на его широкую распространённость в природе, натрий был открыт сравнительно недавно. Это произошло во время «химического марафона» 19-го века, в ходе которого были открыты многие элементы.
Каустическая сода
В данном конкретном случае открытие сделал сэр Хамфри Дэви в 1807 году. Дэви получил натрий из очень интересного соединения, гидроксида натрия (NaOH), старое название которого (используется до сих пор!) – каустическая сода.
Символ натрия пишется как Na, а название его происходит от латинского слова natrium, что означает натрон, старое название карбоната натрия (Na2CO3). Это соединение, кстати, известно как кальцинированная сода.
Выше мы отмечали тот факт, что натрий люди ежедневно употребляют в пищу. И наиболее распространённым способом, которым мы все вступаем в контакт с натрием, является, естественно, поедание хлорида натрия (NaCl). Как нет? Вы не едите поваренную соль? Быть такого не может. Я, например, каждое утро ем по три столовых ложки соли. Чтобы восстановить кислотно-щелочной баланс желудка (шутка).
На самом деле натрий – это очень важный для нашего организма элемент. А натрий «без лишнего электрона», то есть ион Na+ – самый распространённый внеклеточный катион в нашем теле. Мало того, это один из ионов, отвечающих за передачу нервных импульсов!
Хлор, водород, и два электрода
Кстати, получить натрий из соли методом электролиза, довольно просто: нужно налить в стакан солёную воду и поставить рядом с ним батарейку (не менее 4,5 вольта) с двумя проводами, к которым должны быть прикреплены электроды или что-то типа того. Эти электроды нужно опустить в воду таким образом, чтобы они не касались друг друга.
Через некоторое время Вы увидите, что один из электродов становится зелёным. И ещё Вы несомненно почувствуете запах хлорки и заметите, что на этом зелёном элементе образуются пузырьки. Поздравляю. Вы только что получили чистый хлор! Этот газ очень ядовит, поэтому обязательно проветрите помещение после эксперимента. На другом электроде Вы тоже можете заметить маленькие пузырьки. Это водород. На этом же электроде восстанавливается натрий. Но мы его не увидим. Поскольку он сразу же вступает в контакт с водой, образуя натриевую щёлочь (гидроксид натрия).
Как отмечалось выше, натрий реагирует почти со всем, что может принимать электроны. Когда он встречается с водой (и она не обязательно должна находиться в этот момент гранёном стакане. Это может быть водяной пар воздуха или влажные участки кожи или даже какие-то слизистые оболочки), натрий реагирует с ней таким образом:
2Na + 2H2O -> 2NaOH + H2
Эта реакция является потенциально опасной, потому что она очень экзотермична. То есть выделяет много тепла. Вспомните: литий тоже бурно реагирует с водой. В случае с натрием происходит то же самое. Но реакция будет еще более бурная.
Держите меня семеро
Натрий вступает в реакцию, конечно же, не только с водой. Он также просто неистово реагирует с кислородом воздуха, который является сильно электроотрицательным элементом, и при окислении образует различные соединения. Такие как оксид натрия (Na2O) и пероксид натрия (Na2O2). По этой причине, когда требуется иметь чистый натрий, его обычно хранят в сосудах с инертной атмосферой (азот) или в углеводородах, с которыми он не вступает в реакцию.
Такая высокая реакционная способность делает очень трудным тушение пожара с участием натрия. Просто потому, что в этом случае нельзя использовать воду! Порошковые и углекислотные огнетушители тоже не решают проблему.
Вот почему очень опасно иметь в своём кармане больше, чем несколько граммов чистого натрия.
Согласитесь, довольно странно осознавать, что мы каждый день едим натрий в сложной форме.
Который при этом невероятно опасен в чистом виде.
Всем добра!
________________________________________________________________________________
Дорогой друг! Если Вы хотите поблагодарить авторов, проявляйте активность! Подписка, репост, лайк, комментарий – всё это очень просто на самом деле! И абсолютно бесплатно, кстати. Огромное спасибо!
Вам могут понравиться эти подборки:
Приключения американцев на Луне