Натрієво - хімічне товариство Франції
У природі його немає як чистої речовини, за винятком ламп освітлення наших периферійних бульварів та магістралей, але його дуже багато у формі сполук, наприклад у солі (пор. Хлористий натрій), карбонат натрію та бікарбонат, з великою кількістю застосувань.
Натрій, що міститься в земній корі на рівні 2,6%, присутній у багатьох гірських породах у вигляді силікатів та силікоалюмінатів (польовий шпат: наприклад, альбіт, NaAlSi3O8; слюда: наприклад, парагоніт, NaAl2 (AlSi3) O10 (OH) 2; фельдшпатоїд: напр., нефелін, NaAlSiO4 та ін.) та в родовищах солей, головним чином карбонатом натрію та хлоридом натрію.
Натрій давно визнаний в різних сполуках. У середні віки сполука натрію з латинською назвою натрій застосовувався для лікування головного болю. Символ натрію, Na, походить від латинської назви сполуки натрію під назвою натрій (німецька назва цього металу), яка сама походить від єгипетського натрону, мінеральної солі, що складається переважно з гідратованого карбонату натрію. Він не був ізольований до 1807 року сером Хамфрі Деві, великим користувачем електролізу (пор. Магній, Кальцій), який отримав його з їдкої соди.
Натрій, атомний номер 11, має 22 відомих ізотопи, масове число яких коливається від 18 до 37. Тільки натрій 23 (23 Na) є стабільним, що робить натрій моноізотопним елементом, наділеним спіном 1/2, що управляється ЯМР. Окрім 22 Na та 24 Na, космогенних радіоактивних ізотопів із періодом напіввиведення 2,6 року та приблизно 15 годин відповідно, усі радіоізотопи натрію мають тривалість життя менше однієї хвилини.
Спектр натрію має особливість представляти дуже яскравий спектральний дублет в жовтому кольорі, локалізованому при 589 і 589,59 нм, що є результатом переходу 3-3стор. Спостережувана тонка структура є результатом спін-орбітальної зв’язки валентного електрона в стані 3стор. Одним із застосувань лазерів, що використовують цю натрієву D-лінію, було б створення "штучних зірок" шляхом опромінення атомів натрію у верхніх шарах атмосфери для налаштування адаптивної оптики гігантських телескопів (VLT).
l Як і інші лужні метали, натрій має м’який, сріблясто-білий, злегка рожевий вигляд. Це дуже реактивний елемент: якщо він повільно окислюється у вологому повітрі, він бурхливо реагує з водою, що робить успіхом “періодичну відеотаблицю”, запропоновану Університетом Ноттінгема (Великобританія): натрій плаває на воді і руйнує її вниз, виділяючи дигідроген (пор. Гідроген) і формує соду:
2 Na + 2 H2O ------> H2 + 2 NaOH
Тепла, що виділяється в результаті (екзотермічної) реакції розкладання води, в присутності кисню зазвичай достатньо для детонації утвореного водню. Тому натрій зберігається у вуглеводнях або в інертній атмосфері азоту або аргону. Його відносно низька температура плавлення, 98 ° C, полегшує обробку, зберігання та транспортування, якщо ви дуже обережні, щоб завжди залишати його в інертній атмосфері та подалі від води чи вологості.
Натрій був вироблений комерційно в 1855 р. Відповідно до процесу, розробленого Анрі Сент-Клер Девіль, що полягає у відновленні карбонату натрію вуглецем при 1100 ° С:
Na2CO3 + 2 C ------> 2 Na + 3 CO
В даний час натрій готують електролізом розплавленого хлориду натрію. Оскільки хлорид натрію плавиться приблизно при 800 ° C, з технологічних причин його необхідно використовувати в суміші з плавильними солями (хлорид кальцію та хлорид барію). Ця суміш дозволяє працювати при температурі близько 600 ° C. Оскільки кальцій і барій є менш позитивними, ніж натрій, вони не утворюються на аноді. Цей метод є менш дорогим, ніж спосіб використання соди, навіть якщо остання плавиться близько 300 ° C. Однак для процесу, в якому використовуються клітини, що працюють при 50 000 А (але 7 В), для виробництва однієї тонни натрію потрібно близько 10 000 кВт-год, що пояснює його ціну приблизно в 2500 євро/т. Світове виробництво становить близько 85 000 т/рік, із французькою компанією, світовим лідером (Métaux Spéciaux SA: 30000 т/рік) ... яка переїжджає до Китаю.
Найважливішими похідними натрію для промисловості є звичайна сіль (NaCl), карбонат (Na2CO3) та бікарбонат натрію (NaHCO3), їдкий натр (NaOH), нітрат натрію (NaNO3), фосфати ди- та тринатрію, тіосульфат натрію (Na2S2O3,5H2O) і бура (Na2B4O7,10H2O). Пам'ятайте, що ми вже зустрічали кілька його солей: азид, NaN3 (див. Азид натрію), ацетат, CH3COONa, нагрівачі (див. Ацетати) та мило (пор. Мило).
Натрій у його металевій формі використовується у виробництві складних ефірів, а також у виробництві інших органічних сполук, зокрема у фармацевтичній промисловості, косметиці, пестицидах тощо. Здавна він використовується у формі сплаву зі свинцем для виробництва тетраетилсвинцю, антидетонаційної добавки для автомобільного палива (пор. Тетраетил свинець). Він також використовується для очищення розплавлених металів у деяких сплавах для поліпшення їх структури для виготовлення кремнію (пор. Кремній) і для натрій-сірчаних батарей, не забуваючи, звичайно, про лампи низького (жовтий колір) і високого тиску (рожево-жовтий колір) для громадського освітлення.
Натрій у рідкій формі є ефективною рідиною теплопередачі, що забезпечує передачу тепла. В основному для цієї мети використовується в клапанах високопродуктивних двигунів (Формула 1).
Він також використовується в ядерних реакторах з швидкими нейтронами через нижче поглинання швидких нейтронів, ніж вода. У реакторі Superphénix використано 4760 т рідкого натрію, розподіленого між первинним контуром (3300 т), що містить радіоактивні ізотопи, що випромінюють ß та ϒ промені, та чотири вторинні контури (1460 т).
Ці вторинні контури, що не містять радіоактивного натрію, обмінювались енергією з контуром водяної пари. Швидкість потоку натрію становила 3,3 т/с !
Натрій може запалюватися при розподілі, на повітрі, при кімнатній температурі. У масивному стані він запалюється на повітрі, як тільки його температура перевищує 200 ° С. Аерозоль, що утворюється при згорянні, дуже щільний, складається переважно з перекису Na2O2. Оскільки вода заборонена, процес знищення натрію полягає в окисленні його етанолом. Реакція не бурхлива, але утворення дигідроду передбачає запобігання ризику вибуху або займання дигідрово-повітряної суміші: в Кадараші, в приміщеннях СЕА, загинула одна смерть під час виведення натрію, який використовувався для експериментального реактора Rapsodie.
Натрій - важливий будівельний матеріал для всього життя. У тварин іони Na + використовуються на противагу іонам K + і Ca 2+ для створення електростатичного заряду в клітинних мембранах, що дозволяє передавати нервові імпульси. Низький вміст солі в поверхневому шарі ґрунту через його розчинність у воді та явище вимивання іноді буває таким, що рослиноїдні тварини розробили спеціальний рецептор смаку для іонів натрію ...
Думка дня
" По цей бік Рейну ми говоримо натрій Na ! "