Natrij

Iz Wikipedije, proste enciklopedije
Jump to navigation Jump to search
Natrij, 11Na
Na (Sodium).jpg
Natrij
IzgovarjavaIPA: [ˈnaːtrij]
Videzsrebrno bela kovina
Standardna atomska teža Ar, std(Na)22,98976928(2)[1]
Natrij v periodnem sistemu
Vodik Helij
Litij Berilij Bor (element) Ogljik Dušik Kisik Fluor Neon
Natrij Magnezij Aluminij Silicij Fosfor Žveplo Klor Argon
Kalij Kalcij Skandij Titan (element) Vanadij Krom Mangan Železo Kobalt Nikelj Baker Cink Galij Germanij Arzen Selen Brom Kripton
Rubidij Stroncij Itrij Cirkonij Niobij Molibden Tehnecij Rutenij Rodij Paladij Srebro Kadmij indij Kositer Antimon Telur Jod Ksenon
Cezij Barij Lantan Cerij Prazeodim Neodim Prometij Samarij Evropij Gadolinij Terbij Disprozij Holmij Erbij Tulij Iterbij Lutecij Hafnij Tantal (element) Volfram Renij Osmij Iridij Platina Zlato Živo srebro Talij Svinec Bizmut Polonij Astat Radon
Francij Radij Aktinij Torij Protaktinij Uran (element) Neptunij Plutonij Americij Kirij Berkelij Kalifornij Ajnštajnij Fermij Mendelevij Nobelij Lavrencij Raderfordij Dubnij Siborgij Borij Hasij Majtnerij Darmštatij Rentgenij Kopernicij Nihonij Flerovij Moskovij Livermorij Tenes Oganeson
Li

Na

K
neonnatrijmagnezij
Vrstno število (Z)11
Skupinaskupina 1: H in alkalijske kovine
Periodaperioda 3
Blok  blok s
Razporeditev elektronov[Ne] 3s1
Razporeditev elektronov po lupini2, 8, 1
Fizikalne lastnosti
Faza snovi pri STPtrdnina
Tališče97,794 °C
Vrelišče882,940 °C
Gostota (blizu s.t.)0,968 g/cm3
v tekočem stanju (pri TT)0,927 g/cm3
Kritična točka2.300 °C, 35 MPa (ekstrapolirano)
Talilna toplota2,60 kJ/mol
Izparilna toplota97,42 kJ/mol
Toplotna kapaciteta28,230 J/(mol·K)
Parni tlak
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
pri T (°C) 281 344 424 529 673 880
Lastnosti atoma
Oksidacijska stanja−1, +1 (močno bazični oksid)
ElektronegativnostPaulingova lestvica: 0,93
Ionizacijske energije
  • 1.: 495,8 kJ/mol
  • 2.: 4562 kJ/mol
  • 3.: 6910,3 kJ/mol
  • (več)
Atomski polmerempirično: 186 pm
Kovalentni polmer166±9 pm
Van der Waalsov polmer227 pm
Barvne črte v spektralnem obsegu
Spektralne črte natrija
Druge lastnosti
Pojavljanje v naraviprvobitno
Kristalna strukturatelesno centrirana kubična (tck)
Body-centered cubic kristalna struktura za natrij
Hitrost zvoka tanka palica3200 m/s (pri 20 °C)
Temperaturni raztezek71 µm/(m·K) (pri 25 °C)
Toplotna prevodnost142 W/(m·K)
Električna upornost47,7 nΩ·m (pri 20 °C)
Magnetna ureditevparamagnetik[2]
Magnetna susceptibilnost+16,0·10−6 cm3/mol (298 K)[3]
Youngov modul10 GPa
Strižni modul3,3 GPa
Stisljivostni modul6,3 GPa
Mohsova trdota0,5
Trdota po Brinellu0,69 MPa
Številka CAS7440-23-5
Zgodovina
Odkritje in prva izolacijaHumphry Davy (1807)
Najpomembnejši izotopi natrija
Izo­top Pogos­tost Razpolovni čas (t1/2) Razpadni način Pro­dukt
22Na sled 2,602 y β+ 22Ne
23Na 100% stabilen
24Na trace 14,96 h β 24Mg
Kategorija Kategorija: Natrij
prikaži · pogovor · uredi · zgodovina | reference

Natrij (latinsko natrium) je kemični element, ki ima simbol Na in atomsko število 11. Je mehka, voskasta, srebrna reaktivna kovina, ki spada v skupino alkalijskih kovin in ga je v izobilju v naravnih spojinah (posebno halitih). Je izjemno reaktiven in gori z rumenim plamenom, na zraku oksidira. Z vodo reagira burno, zaradi česar ga je treba hraniti v petroleju. Ima samo en stabilen izotop, 23Na. Natrij se na Zemlji ne pojavlja v elementarni obliki, saj na zraku hitro oksidira v natrijev oksid (Na2O) in je nasploh zelo reaktiven. Natrij se v veliki koncentraciji nahaja tudi v morju, predvsem zaradi v njem raztopljenih soli, ki ga vsebujejo (NaCl). Natrijev ion je sestavni del mnogih mineralov. Natrij je bistveni element tako za živalsko in človeško življenje, kot tudi za nekatere rastlinske vrste.

Značilnosti[uredi | uredi kodo]

Pri sobni temperaturi je natrij dovolj mehak, da se ga lahko reže z nožem. Če se ga izpostavi zraku, bo svetel srebrnkast sijaj kovine sčasoma postal temnejši. Natrij ima precej visoko gostoto, celo višjo kot kalij, čeprav gostota alkalijskih kovin narašča po skupini navzdol. Natrij je precej dober prevodnik toplote.

Kemijske značilnosti[uredi | uredi kodo]

Natrij z vodo reagira zelo burno, in sicer eksotermno. Če se v vodo vrže manjše kose natrija, ti poskakujejo na vodni gladini, dokler popolnoma ne zreagirajo v natrijev hidroksid. Večji kosi kovine lahko ob stiku z vodo celo eksplodirajo. Pri reakciji natrija z vodo nastajata zelo jedek natrijev hidroksid in plin vodik.

Kemijske spojine[uredi | uredi kodo]

Natrijeve spojine so zelo pomembne za kemijsko, steklarsko, kovinarsko, papirno, naftno, tekstilno in kozmetično industrijo. Večina trdih mil je navadno sestavljenih iz soli natrija in katere od maščobnih kislin. V industrji so najbolj pomembne naslednje natrijeve spojine: kuhinjska sol (NaCl),natrijev hidroksid (NaOH), natrijev karbonat (Na2CO3), soda bikarbona ali natrijev hidrogenkarbonat (NaHCO3), natrijev nitrat (NaNO3), natrijev heksafluoro aluminat ali kriolit (Na3AlF6) in boraks (Na2B4O7·10H2O). Natrij navadno tvori v vodi topne kristale, kot so sulfati, nitrati, halidi, karboksilati in karbonati. Obstajajo le posamezni primeri natrijevih spojin, ki precipitacirajo iz vodnih raztopin. V naravi obstaja veliko primerov netopnih natrijevih spojin, kot na primer glinenci.

Spektroskopija[uredi | uredi kodo]

Na-D-sodium D-lines-589nm.jpg

Ko natrij ali natrijeve spojine pridejo v stik z ognjem, postane plamen živo rumene barve.

Izotopi[uredi | uredi kodo]

Znanih je trinajst natrijevih izotopov. Edini stabilen izmed njih je izotop 23Na. Natrij ima tudi dva radioaktivna kozmogena izotopa, ki imata med Na izotopi najdaljšo razpolovno dobo, 23Na ima razpolovno dobo 2,6 leta, 24Na pa 15 ur. Izpostavljanje stabilnih atomov natrija akutnemu nevtronskemu sevanju (npr. jedrske nesreče) povzroči pretvorbo nekaterih stabilnih 23Na izotopov v 24Na izotope. To se dogaja v človeški krvni plazmi. Z merjenjem koncentracije tega izotopa, lahko ugotovimo količino sevanja pri žrtvi.

Zgodovina[uredi | uredi kodo]

Natrijevi ioni so gradniki kristala natrijevega klorida (NaCl), poznanega tudi kot kuhinjska sol. Sol je pomemben proizvod v človekovih dejavnostih že od nekdaj, kar dokazuje angleška beseda salary (plača, plačilo), ki se nanaša na oblate soli t. i. salarium, ki so jih rimski vojaki včasih dobili skupaj z ostalim plačilom. V srednjeveški Evropi je bil natrij velikokrat uporabljen kot zdravilo za glavobol. Natrijevo kemijsko kratico Na je prvi objavil Jöns Jacob Berzelius v svojem sistemu atomskih simbolov in je okrajšava latinskega imena Natron; Natrium, ki pomeni naravne mineralne snovi, katerih glavna sestavina je natrijev hidrogenkarbonat. Natrijev hidrogenkarbonat je imel v zgodovini in ima še danes pomembno vlogo v industriji in kulinariki, uporablja se kot vzhajalno sredstvo (Je glavna sestavine pecilnih praškov). Čeprav je bil natrij že dolgo poznan v spojinah, ga je šele leta 1807 z elektrolizo v kavstično sodo ali lug (natrijev hidroksid) izoliral sir Humphry Davy.

Nahajališče[uredi | uredi kodo]

Zaradi visoke reaktivnosti se natrij v naravi najde le v spojinah. Natrij predstavlja približno 2,6 % mase Zemljine skorje in je šesti najpogostejši element na Zemlji ter tako najpogostejša alkalijska kovina. Najde se ga v mnogih soleh, od katerih je napogostejša kuhinjska sol (natrijev klorid), ki je v velikih količinah raztopljena v morski vodi, pojavlja pa se tudi v trdni obliki (haliti). Natrij je obilno prisoten tudi v zvezdah, njegova spektralna črta D je med najbolj vidnimi v zvezdni svetlobi.

Komercialna proizvodnja[uredi | uredi kodo]

Natrij je bil prvič komercialno proizveden leta 1855 s toplotno redukcijo natrijevega karbonata pri 1100 stopinjah celzija, kar je znano kot Devillov postopek. Postopek pridobivanja natrija, ki temelji na redukciji natrijevega hidroksida, so razvili leta 1886. Natrij se danes pridobiva z elektrolizo taline natrijevega klorida po patentiranem postopku iz leta 1924.

Pomen natrija v telesu[uredi | uredi kodo]

Natrij je izjemno pomemben element za vse organizme. Zmanjševanje količine natrija v ledvicah ljudje občutimo kot padanje krvnega pritiska (vrtoglavica, glavobol, zaspanost), posledično se začne izločati renin hormon, ki deluje na več načinov. Ta posredno povzroča nastajanje hormona aldosteron, ki zmanjšuje izločanje natrija v urinu. Ko v telo ponovno pride dovolj natrija (vnos s hrano, pijačo - izotonični napitki), se s tem koncentracija natrija v telesu ponovno poveča, dvigne se tudi krvni pritisk. Telo začne ponovno zadrževati vodo, kar pripomore k obnovi telesne tekočine. Pri dolgotrajnih težjih fizičnih naporih nam lahko začne primanjkovati soli, kar lahko privede do mišičnih krčev.

Natrijevi kationi imajo pomembno vlogo za nevronske funkcije (možgani in živčevje) in pri vplivanju na osmotsko ravnotežje medcelične tekočine. Dovajanje soli v telo je ključnega pomena za pravilen potek kemijskih reakcij v telesu. Volumen zunaj celične tekočine je običajno 15 litrov na 70 kg človeške mase (90 % celotne telesne tekočine vsebuje 50 gramov natrija).

Sklici[uredi | uredi kodo]

  1. Meija, Juris; et al. (2016). "Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)". Pure and Applied Chemistry. 88 (3): 265–91. doi:10.1515/pac-2015-0305.
  2. Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Lide, D. R., ur. (2005). CRC Handbook of Chemistry and Physics (86th izd.). Boca Raton (FL): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5.
  3. Weast, Robert (1984). CRC, Handbook of Chemistry and Physics. Boca Raton, Florida: Chemical Rubber Company Publishing. str. E110. ISBN 0-8493-0464-4.

Zunanje povezave[uredi | uredi kodo]