Формула оксиду натрію (Na2O), властивості, ризики

The оксид натрію являє собою неорганічне з’єднання формули Na₂О. Як і всі оксиди лужних металів, він має кристалічну структуру, подібну до антифлюориту (подібно до флюориту, CaF2, але з катіонами та інвертованими аніонами), що відповідає кубічним центрам. (Натрій: оксид натрію, 1993-2016).

Можна сказати, що оксид натрію є ангідридом гідроксиду натрію, оскільки він реагує з водою з утворенням двох молей цього з’єднання наступним чином:

Як правило, назва KNaO можна знайти, посилаючись на оксид натрію або оксид калію. Це відбувається тому, що два оксиди мають подібні властивості з точки зору кольору і швидкості розширення і скорочення.

Часто нерозчинні джерела оксиду натрію включають сліди оксиду калію, наприклад у польових шпатах (фіг.2), які є основним джерелом натрію в деяких емалях (Britt, 2007)..

• 1 Фізико-хімічні властивості
• 2 Реактивність і небезпека
• 3 Використання
• 4 Посилання

Фізико-хімічні властивості

Оксид натрію являє собою білу кристалічну тверду речовину (фіг.3). Вона має молекулярну масу 61,98 г / моль, має щільність 2,27 г / мл і температуру плавлення 1275 ° С..

Сполука має температуру кипіння 1950 ° C, де вона починає розкладатися на перекис металу натрію і натрію, однак цікавим є те, що оксид натрію починає сублімуватися при 1100 ° C (Національний центр біотехнологічної інформації, SF ).

Реагує насильно з водою і спиртом з утворенням гідроксиду натрію. Оксид натрію, Na₂Або оборотно поглинає водень (Н₂), щоб утворити гідрид натрію (NaH) і гідроксид натрію (NaOH), який має потенціал знайти своє застосування в оборотному зберіганні водню.

Реактивність і небезпека

Оксид натрію є стабільним негорючим з’єднанням, але може сильно реагувати з кислотами і водою. Це також може збільшити горіння інших речовин. Класифікується як корозійний і може спалювати шкіру і очі (Royal Society of Chemistry, 2015).

Розчин у воді є міцним підставою, оскільки він бурхливо реагує з кислотами, які є корозійними. При бурхливому взаємодії з водою утворюється гідроксид натрію, який атакує багато металів у присутності води.

Речовина також є корозійним для дихальних шляхів і прийому всередину. Інгаляція аерозолем може викликати набряк легенів (Національний інститут охорони праці, 2014).

У разі інгаляції потерпілу особу слід перемістити в прохолодне місце. Якщо потерпілий не дихає, необхідно призначати штучне дихання. Потім якнайшвидше зверніться до лікаря.

У разі контакту зі шкірою забруднений одяг та взуття слід негайно видалити та промити великою кількістю води.

У разі контакту з очима, промити великою кількістю води протягом принаймні 15 хвилин і звернутися до лікаря. У разі прийому всередину не замислюйтеся про виникнення блювоти, але промийте рот водою і зверніться до лікаря.

Найбільш важливими симптомами і ефектами можуть бути: спазми, набряк і набряк гортані і бронхів, пневмоніт, набряк легенів, печіння, кашель, хрипи, ларингіт і утруднене дихання (оксид натрію (Na2O) (cas 1313- 59-3) MSDS, 2010-2017).

Симптоми набряку легенів часто не виявляються після декількох годин і посилюються фізичними навантаженнями. Відпочинок і медичне спостереження є, таким чином, необхідними.

Оксид натрію слід зберігати в сухому місці і відокремлювати від сильних кислот. Оскільки з’єднання бурхливо реагує з водою, у випадку пожежі вогнегасники на водній основі або спринклери не повинні використовуватися. Рекомендується використовувати сухі порошки або пісок.

Використання

Основне застосування оксиду натрію полягає у виробництві скла. Використовується в кераміці і склянках, хоча і не в сирому вигляді. Оксид натрію зазвичай становить близько 15% хімічного складу скла.

Це знижує температуру, при якій розплавляється діоксид кремнію (склад скла складе 70%), що призводить до того, що він дешевше і ефективніше виробляє скло, оскільки вимагає менших витрат енергії з боку виробника (Джордж Самнер, сф. ).

Натрій-вапняне скло – найбільш поширена форма виробленого скла, що складається приблизно з 70% кремнезему (діоксид кремнію), 15% соди (оксид натрію) і 9% вапна (оксид кальцію), з набагато більшим дрібних інших сполук.

Оксид натрію служить флюсом для зниження температури, при якій плавиться кремнезем, і вапно діє як стабілізатор для кремнезему. Натрієво-вапняне скло є дешевим, хімічно стабільним, досить жорстким і надзвичайно працездатним, оскільки воно здатне кілька разів пом’якшити, якщо необхідно.

Ці якості роблять його придатним для виготовлення широкого спектру скляних виробів, включаючи лампочки, склянки, пляшки та предмети мистецтва.

З іншого боку, оксид натрію і кремнезем містять кристал води, який також називається силікатом натрію або водним склом, який утворює склоподібне тіло з дуже корисним властивістю бути розчинним у воді.

Водне скло продається як тверді грудки або порошки, або як прозора, сиропоподібна рідина. Він використовується як зручний джерело натрію для багатьох промислових продуктів, таких як: виробник пральних порошків, в якості сполучного і клею, як флокулянт у водоочисних спорудах, і в багатьох інших застосуваннях (Enciclopaedia britannica, 2017).

Оксидні сполуки не призводять до електрики. Однак певні структуровані оксиди перовскіту є електронними провідниками для застосування в катоді твердооксидних паливних елементів і систем генерації кисню (American Elements, 1998-2017).

Список літератури

1. Національний інститут охорони праці. (2014, 1 липня). CDC SOCIUM OXIDE. Відновлено з cdc.
2. Американські елементи. (1998-2017). Оксид натрію. Відновлено з americanelements.com.
3. Britt, J. (2007). Повне керівництво з високого вогню Глазурі. Нью-Йорк: Книги з жайворонками.
4. Енциклопедія britannica. (2017). Хімічна сполука оксиду натрію. Відновлено з britannica.com.
5. George Sumner, D.J. (s.f.). Які використовуються оксиди натрію? Відновлено з quora.com.
6. Національний центр біотехнологічної інформації. (S.F.). База даних PubChem Compound; CID = 73971. Отримано з pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
7. Королівське хімічне товариство. (2015). Оксид натрію. Отримано з chemspider.com.
8. Ruitao Wang, T. K. (2006). Реакція водню з оксидом натрію: система оборотного гідрування / дегідрування. Журнал джерел енергії, том 155, випуск 2, 167-171. sciencedirect.com.
9. Оксид натрію (Na2O) (cas 1313-59-3) MSDS. (2010-2017). Отримано з guidechem: guidechem.com.
10. Натрій: оксид натрію. (1993-2016). Отримано з веб-сайтів: webelements.com.

Характеристика натрію. Формула натрію

Натрій – один з лужних металів. Таблиця хімічних елементів показує його як атом, що відноситься до третього періоду і до першої групи.

Фізичні властивості

У цьому розділі буде розглянута характеристика натрію з точки зору фізики. Почнемо з того, що в чистому вигляді це тверда речовина сріблястого кольору, що володіє металевим блиском і низькою твердістю. Натрій настільки м’який, що його з легкістю можна порізати ножем. Температура плавлення цієї речовини досить низька і становить сімдесят дев’ять градусів Цельсія. Атомна маса натрію теж невелика, про неї ми поговоримо пізніше. Щільність цього металу дорівнює 0,97 г/см3.

Хімічна характеристика натрію

Цей елемент має дуже високу активність – він здатний швидко і бурхливо реагувати з багатьма іншими речовинами. Також таблиця хімічних елементів дозволяє визначити таку величину, як молярна маса – для натрію вона становить двадцять три. Один моль – це така кількість речовини, в якій міститься 6,02 х 10 в 23 ступені атомів (молекул, якщо речовина складна). Знаючи молярну масу елемента, можна визначити, скільки важитиме конкретна кількість моль даного віщотсва. Наприклад, два моль натрію важить сорок шість грам. Як вже було сказано вище, даний метал – один з найбільш хімічно активних, він відноситься до лужних, відповідно, його оксид може сформувати лужок (сильні підстави).

Як утворюються оксиди

Усі речовини цієї групи, в тому числі і у випадку з натрієм, можна отримати за допомогою спалювання вихідного. Таким чином, відбувається реакція металу з киснем, що і призводить до формування оксиду. Наприклад, якщо спалити чотири молі натрію, витратимо один моль кисню і отримаємо два моль оксиду цього металу. Формула натрію оксиду – Na2O. Рівняння реакції виглядає так: 4Na + О2 = 2Na2O. Якщо ж додати до отриманої речовини воду, утворюється клацання – NaOH.

Взявши по одному моль оксиду і води, отримаємо два моль основи. Ось рівняння даної реакції: Na2O + N2O = 2NaOH. Отримана речовина ще називається їдкий натрій. Це пов’язано з його яскраво вираженими лужними властивостями і високою хімічною активністю. Як і сильні кислоти, їдкий натрій активно реагує з солями малоактивних металів, органічними сполуками тощо. Під час взаємодії з солями відбувається реакція обміну – утворюється нова сіль і нова підстава. Розчин натрію їдкого може легко руйнувати тканину, папір, шкіру, нігті, тому він вимагає дотримання правил техніки безпеки під час роботи з ним. Застосовується гідроксид натрію в хімічній промисловості як каталізатор, а також у побуті як засіб для усунення проблеми засмічених труб.

Реакції з галогенами

Це прості речовини, що складаються з хімічних елементів, які належать до сьомої групи періодичної системи. У їх список входять фтор, йод, хлор, бром. Натрій здатний реагувати з усіма з них, утворюючи такі сполуки, як хлористий/бромистий/йодистий/фтористий натрій. Для проведення реакції потрібно взяти два моль розглянутого металу, додати до нього один моль фтора. У результаті отримаємо фтористий натрій у кількості два моль. Цей процес можна записати як рівняння: Na + F2 = 2NaF. Фтористий натрій, який ми отримали, використовують у виробництві зубних паст проти карієсу, а також миючих засобів для різноманітних поверхонь. Подібним чином при додаванні хлору можна отримати хлористий натрій (кухонну сіль), йодистий натрій, який використовується у виготовленні металогалогенних ламп, бромистий натрій, що застосовується в якості лікарського засобу при неврозах, безсоння, істерії та інших розладах нервової системи.

З іншими простими речовинами

Також можливі реакції натрію з фосфором, сульфуром (сірою), карбоном (вуглецем). Такого роду хімічні взаємодії можна провести тільки в разі створення спеціальних умов у вигляді високої температури. Таким чином, відбувається реакція приєднання. З її допомогою можна отримати такі речовини, як натрія фосфід, натрія сульфід, натрія карбід.

Як приклад можна навести приєднання атомів цього металу до атома фосфору. Якщо взяти три моль розглянутого металу і один моль другого компонента, потім нагріти їх, то отримаємо один моль фосфіду натрію. Цю реакцію можна записати у вигляді такого рівняння: 3Na + Р = Na3P. Крім того, натрій здатний реагувати з азотом, а також воднем. У першому випадку утворюється нітрид цього металу, у другому – гідрид. Як приклади можна навести такі рівняння хімічних реакцій: 6Na + N2 = 2Na3N; 2Na + Н2 = 2NaH. Для проведення першої взаємодії необхідний електричний розряд, другої – висока температура.

Реакції з кислотами

На простих речовинах хімічна характеристика натрію не закінчується. Цей метал також вступає в реакцію з усіма кислотами. У результаті подібних хімічних взаємодій утворюється сіль натрію і водень. Наприклад, при реакції розглянутого металу з соляною кислотою утворюється кухонна сіль і водень, який випаровується. Висловити цю реакцію можна за допомогою рівняння реакції: Na + HCl = NaCl + Н2. Подібного роду хімічна взаємодія називається реакцією заміщення. За допомогою її проведення можна також отримати такі солі, як фосфат, нітрат, нітрит, сульфат, сульфіт, карбонат натрію.

Взаємодія з солями

Натрій реагує з солями всіх металів, крім калію і кальцію (вони володіють більшою хімічною активністю, ніж розглянутий елемент). У подібному випадку, як і в попередньому, відбувається реакція заміщення. Атоми розглянутого металу стають на місце атомів більш хімічно слабкого металу. Таким чином, змішавши два моль натрію і один моль нітрату магнію, отримаємо нітрат натрію в кількості два моль, а також чистий магній – один моль. Записати рівняння цієї реакції можна так: 2Na + Mg(NO3)2 = 2NaNO3 + Mg. За таким же принципом можна отримати і безліч інших солей натрію. Також цим способом можна отримувати метали з їх солей.

Що буде, якщо додати до натрію воду

Це, мабуть, одна з найпоширеніших речовин на планеті. І з ним розглянутий метал також здатний вступати в хімічну взаємодію. При цьому утворюється вже розглянутий вище їдкий натрій, або гідроксид натрію.

Для проведення такої реакції знадобиться взяти два моль натрію, додати до нього воду, теж у кількості два моль, і в результаті отримаємо два моль гідроксиду і один моль водню, який виділиться у вигляді газу з різким запахом.

Натрій і його вплив на організми

Розглянувши цей метал з хімічної точки зору, перейдемо до того, яка ж біологічна характеристика натрію. Він є одним з важливих мікроелементів. Перш за все, він є однією зі складових тваринної клітини. Тут він виконує важливі функції: разом з калієм підтримує мембранний потенціал, бере участь в освіті та поширенні між клітинами нервового імпульсу, є необхідним хімічним елементом для осмотичних процесів (що потрібно, наприклад, для функціонування клітин нирок). Крім того, натрій відповідає за водно-сольовий баланс клітини. Також без цього хімічного елемента неможливий транспорт по крові глюкози, так необхідної для функціонування мозку. Ще цей метал бере участь у процесі скорочення мищц.

Даний мікроелемент потрібен не тільки тваринам – натрій в організмі рослин також виконує важливі функції: він бере участь у процесі фотосинтезу, допомагаючи транспортувати вуглеводи, а також необхідний для проходження органічних і неорганічних речовин крізь мембрани.

Надлишок і брак натрію

До підвищеного вмісту цього хімічного елемента в організмі може призвести надмірне вживання солі протягом тривалого часу. Симптомами надлишку натрію може бути підвищення температури тіла, набряклість, підвищена нервова збудливість, порушення функціонування нирок. У разі появи подібних симптомів потрібно прибрати з раціону кухонну сіль і продукти, в яких багато даного металу (список буде наведений нижче), після чого негайно звернутися до лікаря. Знижений зміст в організмі натрію також призводить до неприємних симптомів і порушень роботи органів. Вимиватися цей хімічний елемент може при тривалому прийомі сечогінних препаратів або при вживанні в питті тільки очищеної (дистильованої) води, при підвищеному потовиділенні та зневодненні організму. Симптомами нестачі натрію є жага, сухість шкіри і слизових оболонок, блювота і нудота, поганий апетит, порушення свідомості і апатія, тахікардія, припинення повноцінної роботи нирок.

Продукти, в яких багато натрію

Щоб уникнути надто високого або надто низького змісту в організмі розглянутого хімічного елемента, необхідно знати, в якій їжі його найбільше. Перш за все, це вже згадана вище кухонна сіль. Вона на сорок відсотків складається з натрію. Також це може бути морська сіль. Крім того, даний метал міститься в сої і соєвому соусі. Велика кількість натрію спостерігається в морепродуктах. Це морська капуста, більшість видів риб, креветки, восьминоги, крабове м’ясо, ікра, раки та ін. Вміст натрію в них пов’язаний з тим, що дані організми мешкають у солоному середовищі з високою концентрацією солей різних металів, важливих для нормального функціонування організму.

Використання цього металу і деяких з “єднань

Застосування натрію в промисловості дуже різнобічне. Перш за все, цю речовину використовують у хімічній галузі. Тут воно необхідне для отримання таких речовин, як гідроксид розглянутого металу, його фторид, сульфати і нітрати. Крім того, воно використовується в якості сильного відновителя – для виділення чистих металів з їх солей. Існує спеціальний технічний натрій, призначений для використання в подібних цілях. Його властивості зафіксовані в ГОСТі 3273-75. У зв’язку зі згаданими вище сильними відновлювальними властивостями натрій широко використовується в металургії.

Також даний хімічний елемент знаходить своє застосування в фамацевтичній галузі, де він найчастіше необхідний для отримання його броміду, який є одним з головних компонентів багатьох седативних засобів і антидепресантів. Крім того, натрій може бути використаний у виготовленні газорозрядних ламп – такі будуть джерелами яскравого жовтого світла. Така хімічна сполука, як натрія хлорат (NaClO3), знищує молоді рослини, тому її використовують для видалення таких із залізничних шляхів для попередження заростання останніх. Ціанід натрію отримав широке застосування в галузі добування золота. З його допомогою отримують цей метал з гірських порід.

Як отримують натрій

Найпоширенішим способом є реакція карбонату розглянутого металу з вуглецем. Для цього необхідно нагріти дві зазначені речовини до температури близько тисячі градусів за шкалою Цельсія. Внаслідок цього утворюються дві такі хімічні сполуки, як натрій і угарний газ. При взаємодії одного моль карбонату натрію з двома моль карбону вийде два моль потрібного металу і три моль оксиду вуглецю. Рівняння наведеної реакції можна записати наступним чином: NaCO3 + 2S = 2Na + 3SO. Подібним чином цей хімічний елемент можна отримати і з інших його сполук.

Якісні реакції

Наявність натрій +, як і будь-яких інших катіонів або аніонів, можна визначити шляхом проведення спеціальних хімічних маніпуляцій. Якісною реакцією на іон натрію є спалювання – у разі присутності його полум’я буде пофарбовано в жовтий колір.

Де можна зустріти розглянутий хімічний елемент в природі

По-перше, як вже було сказано, він є однією зі складових як тварини, так і рослинної клітини. Також висока його концентрація спостерігається в морській воді. Крім того, натрій входить до складу деяких мінералів. Це, наприклад, сильвініт, його формула – NaCl • KCl, а також карналіт, формула якого KCl • MgCl2 • 6H2O. Перший з них володіє неоднорідною структурою з чергуванням різнокольорових частин, в його забарвленні можуть зустрічатися помаранчевий, рожевий, синій, червоний. Даний мінерал повністю розчинимо у воді. Карналліт, залежно від місця освіти і домішок, також може мати різне забарвлення. Він може бути червоним, жовтим, білим, світло-синім, а також прозорим. Він володіє неяскравим блиском, промені світла в ньому сильно ламаються. Ці два мінерали служать сировиною для отримання металів, які входять до їх складу: натрію, калію, магнію.

Вчені вважають, що метал, який ми розглянули в цій статті, є одним з найпоширеніших у природі, оскільки масова частка його в земній корі становить два з половиною відсотки.