Naatriumi kõige olulisemad funktsioonid kehas
Naatriumi kõige olulisem elu toetav funktsioon organismis on normaalse osmootse rõhu säilitamine. Asi on selles, et erinevate molekulide tungimiseks läbi rakumembraani on vaja reguleerida rõhku rakkudevahelises vedelikus ja raku enda sees. Selle rõhu mõjul tungivad toitainete molekulid sisse ja rõhu muutumisel väljuvad raku jääkained. Naatriumioonid reguleerivad vedeliku rõhu kõikumisi. Kogu kehas leiduvast naatriumist on umbes pool sellest ainest rakkudevahelises vedelikus. Ligikaudu 10% on rakusisene sisaldus ja ülejäänu sisaldub koostises luukoe ja kõhreline.
Naatrium on võimeline mitte ainult reguleerima vee liikumist kehas, vaid ka seda säilitama, et vältida rakkude ja kudede dehüdratsiooni. Sellepärast ilmneb selle elemendi ülejäägi korral turse. Naatrium osaleb hormoonide vasopressiini sünteesis, mis suurendab rakkudes vedeliku mahtu ja ahendab veresooni. Nagu ka natriureetilised peptiidid - eemaldades kehast liigse vedeliku, samal ajal lõdvestades veresoonte seinu. Hormooni adrenaliini sünteesi kontrollib ka naatrium.
Naatriumi teine oluline funktsioon on see, et ta osaleb rakumembraanides tuubulite moodustumisel, mille kaudu talle vajalikud ained rakku sisenevad. Samuti vastutab see glükoosi tungimise eest rakkudesse, et varustada neid energiaga. Sellest sõltub veresoonte seinte toonus ja neuromuskulaarsete kiudude erutuvus.
Ilma naatriumita on soolhappe tootmine maos häiritud ja seega ka kõik seedimisprotsessid. See element aktiveerib seedeensüümide tootmist, paljusid ensüüme - spetsiaalseid valke, mis vastutavad oluliste keemiliste reaktsioonide eest kehas (näiteks pankrease ensüümide tootmine, rasvhapped maksas). Naatriumi aluseline olemus on oluline pH tasakaalu säilitamiseks kehas. Naatrium on neerude tõrgeteta toimimiseks hädavajalik element, et täita nende eritusfunktsiooni.
Naatriumi kasulikud ja meeldivad omadused
Vererõhu kõikumisest tingitud haigused on otseselt seotud naatriumi tasemega organismis. Kuna see element vastutab spasmide ja veresoonte lõdvestamise eest, võib selle puudus põhjustada hüpotensiooni ja selle liig provotseerib arteriaalset hüpertensiooni. Naatriumi tasakaalustamatuse tagajärg kehas võib olla stenokardia, neerufunktsiooni häired, ainevahetushäired ja seedeprobleemid. Liigne naatrium võib aktiveerida punaste vereliblede kokkukleepumist, suurendades kalduvust verehüüvete tekkeks. Pikaajaline liigne naatriumisisaldus veres suurendab oluliselt neurooside, osteoporoosi, urolitiaas ja diabeet.
Naatriumi eelised kehale on otseselt seotud selle omaduste ja funktsioonidega:
- hoiab ära lihasspasmid;
- reguleerib veresoonte tööd;
- hoiab ära keha ülekuumenemise, stimuleerides suurenenud higistamist;
- aitab siduda ja eemaldada kudedest süsinikdioksiidi;
- vastutab toidu seedimise eest, aktiveerides ensüüme ja osaledes maomahla tootmises;
- mõjutab närviimpulsside ülekannet ja ajutegevust;
- aitab hoida kaltsiumi veres lahustuvana.
Naatriumkloriidi kasutatakse laialdaselt antibakteriaalse ainena. See sisaldub hambapastades ja suuloputusvees. Laurüülsulfaat ja naatriumlauretsulfaat on šampoonide, dušigeelide ja muude hügieenitoodete olulised komponendid, millel on nii pindaktiivsed omadused kui ka antimikroobne toime. Seebi koostis sisaldab tavaliselt naatriumisoolade ja rasvhapete ühendeid - steariin-, lauriin- ja palmitiinhapet.
Naatriumi kasulikkusest rääkides ei saa meenutada selle osalust naha noorusliku säilitamises, säilitades selle niiskuse. Hüaluroonhappe naatriumsool on niisutava ja vananemisvastase kosmeetika üks populaarsemaid komponente. Selle molekulid on väikese suurusega ja suudavad tungida läbi pärisnahka, mitte ainult ei niisuta nahka, meelitades ligi veemolekule, vaid stimuleerides ka ensüüme, mis vastutavad hüaluroonhappe tootmise eest. Naatriumaskorbüülfosfaat on antioksüdantsete omadustega aine, mis võib stimuleerida valkude (nt kollageeni) sünteesi eest vastutavaid ensüüme ja takistada melaniini tootmist (ja seega hüperpigmentatsiooni ilmnemist).
"Maitsev" ja "kahjutu": õige naatriumi tasakaal toidust
Meie keha ise naatriumi ei tooda. Kogu selle elemendi kogus, ilma milleta elu pole võimalik, tuleb väljastpoolt koos toiduga. Naatrium on looduses nii laialt levinud, et regulaarse tasakaalustatud toitumise korral on see täiesti piisav kõigi organite ja süsteemide toimimiseks.
Lihtsaim viis oma keha naatriumiga varustada on süüa teelusikatäis soola või juua naatriumkloriidiga mineraalvett (näiteks Borjomi – naatriumitase on märgitud etiketile). Kuid traditsiooniliselt saame naatriumi tahkest toidust - leib, juust, soolakala, lihatooted, marineeritud köögiviljad ja marineeritud köögiviljad.
Naatriumisisalduse tšempioniteks peetakse ookeani- ja merevete asukaid - rannakarpe, krevette, homaare, krabisid ja merivähki. Vetikates ja sojakastmes on palju naatriumi.
Ligikaudne naatriumisisaldus tavalistes toiduainetes (mg 100 g kohta)
| Liha ja piimatooted | Kala, mereannid | Köögiviljad | Puuviljad | ||||
| Lehmapiim | 120 | Vähid | 380 | Hapukapsas | 800 | Banaanid | 54 |
| Vasikaliha | 100 | Rannakarbid | 290 | Rohelised oad | 400 | Must sõstar | 34 |
| Sealiha | 80 | Lest | 200 | Peet | 260 | Aprikoosid | 31 |
| Kana | 80 | Krevetid | 150 | Sigur | 160 | Õunad | 27 |
| Veiseliha | 78 | Sardiinid | 140 | Spinat | 85 | Ploomid | 19 |
| Kodujuust | 30 | Kalmaar | 110 | Kartul | 30 | Apelsinid | 14 |
| Soolaräim | 4800 | Maisihelbed | 660 |
| Suitsuvorst | 2180 | rukkileib | 620 |
| Vorst p/k | 1630 | Majonees "Provence" | 510 |
| Marineeritud oliivid | 1145 | Tuunikala õlis | 502 |
| Keeduvorst | 1050 | Konserveeritud tomatid | 480 |
| Kõva juust | 998 | Loomalihahautis | 440 |
| Sealiha vorstid | 962 | Leivapäts | 435 |
| Kilud õlis | 629 | Konserveeritud herned | 360 |
Nõuanne! Kuuma ilmaga, kui higistamisest tekib intensiivne naatriumikaotus, taastavad kalakonservid – näiteks tuunikala, makrell õlis – kiiresti selle puuduse. Fermenteeritud piimatooted võivad aidata tasakaalustada liigset naatriumi.
Mõned uuringud on näidanud, et etnilistes rühmades, kelle kultuur tarbib igapäevaselt piimatooteid (vähemalt 600 g päevas), on kehas liigse naatriumisisaldusega seotud arteriaalne hüpertensioon oluliselt väiksem.
Naatriumi võib saada kõikidest toiduainetest ja jookidest, mis sisaldavad toidulisandeid – naatriumglutamaat, naatriumnitrit, naatriumbensoaat jne. Kõik konservid sisaldavad lauasoola ja naatriumi toidulisandeid.
Kui naatrium satub organismi koos toiduga, hakkab see osaliselt imenduma maos, kuid põhiosa imendub peensooles. Elemendi liig eritub peamiselt uriiniga (95% naatriumist eritub neerude kaudu) ja väljaheitega, kuigi tugeva higistamise korral võib eritumine läbi naha saada oluliseks naatriumi kadumise teguriks.
Naatriumi imendumine võib olla häiritud dieedil, mis koosneb peamiselt valgurikkast või soolasest toidust. Elemendi omastamist parandavad vitamiin K ja D-vitamiin.Piisav kogus loomseid saadusi menüüs aitab hoida kaaliumi ja naatriumi tasakaalu veres. Mida rohkem naatriumi sisaldavaid toiduaineid, seda kiiremini magneesium ja kaltsium organismist väljutatakse.
Naatriumi hea kokkusobivus teiste toitainetega põhineb selle elemendi leeliselisusel. Toitumisspetsialistide sõnul on soovitatav toidus kombineerida kõrge naatriumisisaldusega toiduaineid (näiteks köögiviljad, puuviljad) toiduainetega, mis loovad happelise keskkonna – kõrge fosfori-, kloori-, väävlisisaldusega (näiteks kala, muna).
Naatriumi säilitamiseks toiduainetes ärge leotage ega sulatage neid enne küpsetamist pikka aega, kuna naatrium reageerib kergesti veega ja läheb kaotsi. Naatrium säilib kõige paremini lühikese küpsetamise või hautamise ajal, kuna see ei reageeri kõrged temperatuurid, ja toidu valmistamisel muutub see puljongiks. Avatult valguse käes hoidmisel kaotavad tooted naatriumi, mis õhu käes oksüdeerub.
Kas parem on palju või vähe - naatriuminormi määramine
Arvestades naatriumi toidust kättesaamise lihtsust ja võimalust korrigeerida selle sisaldust organismis toitumise muutmise kaudu, on elemendi päevase tarbimise kohta erinevaid tõlgendusi. Nii näiteks peab American Heart Association täiskasvanute jaoks minimaalseks vajalikuks annuseks 500 mg päevas ja maksimaalseks 1500 mg. Venemaa uuring arteriaalse hüpertensiooni ennetamise kohta näitas selgelt, et selle haiguse väljakujunemise tagatiseks on päevane naatriumitarbimine mitte rohkem kui 52 mmol/päevas (umbes 2,5 g). Üle 100-120 mmol/ööpäevas (ca 5,5 g) tarbimine suurendab oluliselt essentsiaalse arteriaalse hüpertensiooni riski (keskmine naatriumi tarbimine näiteks moskvalaste seas on 161 mmol/ööpäevas).
Maailma Terviseorganisatsiooni (WHO) standardite kohaselt on insuldiriski vähendamiseks ja kõrge vererõhuga seotud südamehaiguste ennetamiseks soovitatav tarbida mitte rohkem kui 2 g naatriumi (5 g soola) päevas. toit.
Hinnanguline naatriumi tarbimine (mg/päevas)
Naatriumi tarbimise piirnormid on kõrgemad rasket füüsilist tööd tegevatel inimestel, sportlastel treeningu ajal, kuuma ilma tõttu tugevalt higistavatel või diureetikumide tarvitajatel. Täiendav naatrium on vajalik, kui toidumürgitus millega kaasneb tugev oksendamine ja kõhulahtisus.
On ka mitteametlikke arvutusi - päevas joodud 1 liitri vee kohta võib süüa 1 g soola (pool teelusikatäit). Samas tuleb meeles pidada naatriumisisaldust toidus, soola lisamist suppidele ja muudele valmisroogadele ning selle kogusega arvestada.
Sellise arvestuse keerukus on põhjus, miks liigne naatrium sisaldab kaasaegsed inimesed esineb palju sagedamini kui puudus.
Naatriumi liigne sisaldus kehas tekib kõige sagedamini toidus sisalduva liigse soola tõttu ja selle põhjuseks võib olla ka:
- joomise režiimi rikkumine (kui inimene liigub ja töötab palju, kuid joob vähe vett);
- soolase toidu liigne tarbimine;
- krõpsude, kreekerite ja pähklite sagedane tarbimine: muud suupisted, mis sisaldavad palju soola;
- tugev oksendamine ja kõhulahtisus ilma vedelikukaotuse hüvitamiseta;
- kortisooni ja teiste pikaajaline kasutamine hormonaalsed ravimid neerupealiste koore raviks;
- krooniline neeruhaigus, kui neerufiltrite töö on häiritud ja naatrium jääb kehasse.
Naatriumi üleannustamise põhjus on diabeet ja neerupealiste hormoonide liigne tootmine (Cushingi sündroom), vee-soola metabolismi häired.
Naatriumi üledoosi oht on see, et see kiirendab kaaliumi eritumist organismist ning kaalium vastutab aju hapnikuga varustamise, südamerütmi normaliseerimise ja neerude eritusfunktsioonide eest. Hüpernatreemia avaldub krampide, suurenenud ärrituvuse, südamepekslemise, kõrgenenud kehatemperatuuri, tugeva tursena, kuna neerud ei suuda liigse naatriumi eemaldamisega toime tulla. Kehakaal suureneb järsult, suureneb arteriaalne rõhk, suureneb oluliselt insuldirisk.
Naatriumi tasakaalustamatuse ohud
Naatriumi tasakaalustamatus võib kaasa tuua üsna tõsiseid tervisega seotud tagajärgi – põhjustada kõrvalekaldeid närvi- ja kardiovaskulaarsüsteemi töös, häirida seedimist, põhjustada neerude talitlushäireid, vereringehäireid, vedeliku kogunemist kopsudesse. Mõned uuringud on näidanud, et kõrge naatriumisisaldus toidus põhjustab katarakti tekke riski (kõrgenenud silmarõhu tõttu), samas kui soola vältimine põhjustab insuliini tootmise vähenemist ja suurendab hormooni reniini sünteesi, mis mõjutab katarakti teket. äkilised insuldid ja südameinfarktid.
Naatriumi tasakaalustamatuse ilmingud kehas
|
Naatriumi puudus |
Liigne naatrium |
|
| Hingamissüsteem | Hapnikupuudus, mis väljendub sinakas nahas | Tõsine õhupuudus, hingamisseiskus |
| Seedeorganid | Iiveldus ja oksendamine, soolekoolikud, lakkamatu süljeeritus | Äärmuslik janu, kare keel, suukuivus |
| Süda ja veresooned | Vererõhu langus, tahhükardia, kalduvus veresoonte kollapsile | Kõrge vererõhk, turse |
| Närvisüsteem | Peavalud, pearinglus, üldine nõrkus, apaatia, lihastõmblused, mõnikord teadvusehäired | Suurenenud erutuvus, hüperaktiivsus, lihaskrambid, ärevus |
| Nahk | Puudutamisel külm, niiske, elastsuse kaotus, nahalööbed, juuste väljalangemine | Naha punetus, limaskestade kleepuvus |
Naatriumipuuduse sümptomeid seletatakse selle koguse vähenemisega rakuvälises vedelikus. Pikaajalise naatriumipuuduse peamine oht seisneb selles, et lämmastikuühendid hakkavad kehas intensiivselt kogunema, mis võib viia tõsiste tagajärgedeni, sealhulgas surmani.
Naatriumipuuduse tekkimist soodustavad tegurid:
- dieet piiratud soolasisaldusega või ilma soolata;
- kohvi kuritarvitamine (kofeiin on nõrk diureetikum);
- diureetikumide kuritarvitamine, klistiir (sh veega);
- liigne vee tarbimine (see võib naatriumi oluliselt "lahjendada");
- tugev higistamine, sealhulgas kõrgetel temperatuuridel;
- tugev oksendamine ja kõhulahtisus;
- maksahaigused (tsirroos), neerupealised, antidiureetilise hormooni sünteesi häired, endokriinsed häired;
- vigastused, põletused ja kirurgilised operatsioonid(naatriumkontsentraadid kahjustatud rakkude piirkonnas).
Kõrge kaaliumisisaldusega toitude söömine kiirendab ka naatriumi eritumist ja nõuab seetõttu dieedi korrigeerimist.
Nõuanne! Kuuma ilmaga tugev higistamine, eriti rannas kuuma päikese käes, aitab naatriumipuudust vältida ja kuumarabandust ära hoida 0,5 liitrit kergelt soolaga maitsestatud vett (võite kasutada gaasivaba mineraalkloriidvett – näiteks Mirgorodskaja).
Naatriumi puudust saab organism ise pikka aega kompenseerida luukoest ekstraheerimisega. Samas sageli korduvad nakkushaigused, apaatia ja suurenenud väsimus, tasakaaluhäired liikumisel, söögiisu ja maitsetunde kaotus toidus, seletamatu kaalulangus – kõik need märgid võivad viidata arenevale naatriumipuudusele. Kui abinõusid ei võeta, võib alata valkude intensiivne lagunemine, osmootse rõhu häired ja jääklämmastiku suurenemine. Sellises olukorras võib isegi puhta vee joomine suurtes kogustes põhjustada surma.
Naatriumisisalduse järsu langusega kehas võivad tekkida krambid ja ülejääk võib põhjustada ruumis orienteerumise kaotust.
Naatriumi tasakaalustamatust saab korrigeerida dieedi ja joomise režiimi muutmisega. Kui naatriumipuudus on väike, peate jooma vähem vett ja muutma oma toitumist kõrge naatriumisisaldusega toiduainete (nt mereannid, merevetikad) kasuks, et kompenseerida selle elemendi puudust kehas. Kui naatriumi on liiga palju, peate esmalt piirama oma dieedis soola. Tõsisematel juhtudel võib arst soovitada naatriumipuuduse korral vedeliku eritumist soodustavaid ravimeid või vastupidi, elemendi ülejäägi korral naatriumi veres kinni hoidvate ravimite võtmise lõpetamist. Naatriumi ülekoormuse rasketel juhtudel võib tekkida vajadus intravenoosne manustamine soolavaba lahus ja seejärel - hüponatreemia ohu vältimiseks - naatriumkloriidi lahus.
Naatriumi sisaldavad ravimid
Naatriumi mõju paljudele kehas toimuvatele protsessidele on toonud kaasa laia valiku ravimite kasutamist mitmesugused patoloogiad. Vaatame mõnda neist, eriti neid, mida sageli kasutatakse.
Naatriumkloriid (naatriumkloriid). Kasutatakse tugeva oksendamise, tugeva kõhulahtisuse, liigse diureesi või suurenenud higistamise ning oluliste põletuste korral. Saadaval pulbrite, tablettide ja ampullidena, kuid kõige sagedamini kasutatakse intravenoosseks manustamiseks.
Naatriumvesinikkarbonaat (naatriumvesinikkarbonaat). Kasutatakse keha mürgistuse korral, nakkushaigused ja ka happe neutraliseerijana (sealhulgas suurenenud maohappesuse korral). Atsidoosi või infektsioonide korral on see ette nähtud tablettidena, mürgistuse korral - intravenoosselt. Stomatiidi korral või hapete sattumisel limaskestadele - loputuslahusena.
Naatriumboraat (booraks). Antiseptik välispidiseks kasutamiseks, saadaval salvide ja loputustena.
Naatriumsulfaat (Glauberi sool). Kasutatakse lahtistina: lahustage 15 g täiskasvanule klaasis vees, see hakkab toimima 4 tunni pärast.
Naatriumtiosulfaat (naatriumsulfaat). Seda kasutatakse desensibiliseeriva ja põletikuvastase ainena: allergiate, neuralgia, artriidi korral - intravenoosselt, sügeliste korral - välispidiselt losjoonide lahuse kujul.
Naatriumnitrit (naatriumnitrit). Kasutatakse vasodilataatorina stenokardia ja ajuveresoonte spasmide korral. Saadaval lahuse kujul, mida saab kasutada süstimiseks või suu kaudu - 0,1 g 2-3 korda päevas.
metamisooli naatrium. Sellel on valuvaigistav toime ja seda kasutatakse ägedate hingamisteede infektsioonide ja palavikualandajana. Saadaval tablettide ja ampullidena.
Naatriumfluoriid. Seda kasutatakse laialdaselt hambaravis, kuna sellel on võime mõjutada hambakudede taastumist ja hambaemaili küpsemist ning sellel on antimikroobne toime. Seda kasutatakse nii süste- kui ka paikselt – lahustes, loputustes ja isegi ravimhambapasta osana.
Naatriumhüdroksübutüraat. Sellel on rahustav ja lihaseid lõdvestav toime, suurtes annustes võib see esile kutsuda und ning aktiveerida ainevahetusprotsesse aju- ja südamekudedes. Saadaval pulbri kujul.
Peaaegu kõik naatriumi sisaldavad ravimid on erinevad kõrvalmõjud, seetõttu tuleb nende kasutamine arstiga kokku leppida.
Kui palju soola peaksime päevas tarbima, et mitte kahjustada oma tervist? Kuidas aru saada, kus sool poest ostetud toitudes on ja kuidas see naatriumilisandite näol peidus on? Milline on naatriumi varjatud oht kehale, kui see on soola kujul? Vaata vastuseid neile ja teistele küsimustele allolevast videost.
Naatrium ja selle ühendid on inimestele teada juba iidsetest aegadest. Ilmselt kõige populaarsem ja tuntuim ühend on naatriumkloriid, paremini tuntud kui lauasool. Lauasool on peaaegu iga roa oluline komponent. Teadlaste sõnul hakkasid inimesed lauasoola sööma mitu tuhat aastat tagasi.
Teine populaarne ühend on naatriumkarbonaat. Naatriumkarbonaat on tavaline sooda, mida müüakse igas poes. Ainet on inimesed iidsetest aegadest peale kasutanud ka pesuvahendina. Seega on inimesed naatriumi ja selle ühenditega kokku puutunud iga päev palju kümneid ja sadu aastaid. Naatrium reageerib kergesti nii metalliliste kui ka mittemetalliliste elementidega, moodustades sulameid ja tööstuses laialdaselt kasutatavaid ühendeid. Vaatame lähemalt selle metalli omadusi ja omadusi.
Naatriumi omadused
Füüsikalised omadused
Naatrium on pehme, plastiline metall, mida saab noaga väga lihtsalt lõigata. Sellel on hõbevalge värvus ja iseloomulik metalliline läige. Metall juhib hästi soojust ja elektrit. Naatriumi aatomid on omavahel ühendatud metallsidemega.
Keemilised omadused
Teiste keemiliste elementidega reageerides loobuvad naatriumi aatomid kergesti valentselektronidest. Sel juhul muutuvad naatriumi aatomid positiivse laenguga ioonideks.
- Naatrium oksüdeerub vabas õhus väga kiiresti. Seetõttu hoitakse metalli tavaliselt petrooleumis.
- Hapnikus põletamisel moodustub ühend naatriumperoksiid (Na 2 O 2)
- Kuumutamisel reageerib naatrium vesinikuga, moodustades hüdriidi (2NaH)
- Naatrium reageerib üsna kergesti mittemetallidega nagu väävel, portselan ja teised.
- Naatrium on võimeline reageerima ka metallidega. Nii saadakse mitmesuguseid sulameid, mida kasutatakse laialdaselt tootmises ja tööstuses.
- Naatrium reageerib ägedalt veega.
Naatriumi leidmine loodusest
Naatrium on Maa kõige levinumate elementide nimekirjas seitsmendal kohal. Naatrium on ka viies kõige levinum metall. Ainsad metallid, mida naatriumist sagedamini leitakse, on alumiinium, raud, kaltsium ja magneesium.
Naatriumi puhtal kujul looduses ei esine. Selle põhjuseks on naatriumi kõrge keemiline aktiivsus. Element esineb looduses kloriidi, karbonaadi, nitraadi, sulfaadi ja muude sooladena.
Kus leidub naatriumi looduses?
Esiteks on maakoores registreeritud üsna kõrge naatriumisisaldus. Aine osakaal on ligikaudu 2,6%.
Teiseks leidub naatriumi ja selle ühendeid suurtes kogustes kohtades, kus muistsed mered aurusid.
Teine koht, kus naatrium ja selle ühendid kogunevad, on ookeaniveed. Teadlased on välja arvutanud, et kogu maailma ookeanis leiduv sool on umbes 19 miljonit kuupkilomeetrit.
Naatriumi leidub väikestes kogustes ka elusorganismides. Samal ajal on naatriumisisaldus loomadel veidi kõrgem kui taimedes. Naatriumioonid elusorganismides täidavad kriitilist funktsiooni: hõlbustavad närviimpulsside ülekandmist.
Naatriumi kasutamine tööstuses
Naatriumi kasutatakse laialdaselt paljudes tööstusharudes: keemia-, metallurgia-, tuuma-, toiduaine-, kerge- ja muudes tööstusharudes.
Keemiatööstuses kasutatakse naatriumi erinevate pesu- ja puhastusvahendite, väetiste ja antiseptikumide tootmiseks.
Metallurgias kasutatakse naatriumi teiste ainete, näiteks tooriumi, uraani, titaani, tsirkooniumi ja muude ühendite tootmisel. Naatrium toimib sellistes reaktsioonides redutseeriva ainena.
Naatriumi kasutatakse laialdaselt ka tuumaenergeetikas. Naatriumi ja selle sulameid kasutatakse jahutusvedelikuna.
Kergetööstuses kasutatakse naatriumi laialdaselt naha töötlemiseks.
Naatrium on kõige olulisem element Toidutööstus. Naatriumkloriid, paremini tuntud kui lauasool, on ehk kõige levinum toidu lisaaine, ilma milleta on iga roa valmistamine asendamatu.
Artikli sisu
NAATRIUM– (naatrium) Na, perioodilise tabeli 1. rühma (Ia) keemiline element, kuulub leeliseliste elementide hulka. Aatomarv 11, suhteline aatommass 22,98977. Looduses on üks stabiilne isotoop 23 Na. Kuus teada radioaktiivsed isotoobid see element ja kaks neist pakuvad huvi teadusele ja meditsiinile. Naatrium-22, mille poolväärtusaeg on 2,58 aastat, kasutatakse positronite allikana. Naatrium-24 (selle poolväärtusaeg on umbes 15 tundi) kasutatakse meditsiinis teatud leukeemia vormide diagnoosimiseks ja raviks.
Oksüdatsiooniaste +1.
Naatriumiühendid on tuntud juba iidsetest aegadest. Naatriumkloriid on inimtoidu oluline komponent. Arvatakse, et inimesed hakkasid seda kasutama neoliitikumis, s.o. umbes 5-7 tuhat aastat tagasi.
Vanas Testamendis mainitakse ainet, mida nimetatakse "neteriks". Seda ainet kasutati pesuvahendina. Tõenäoliselt on neter sooda, naatriumkarbonaat, mis tekkis lubjarikka kaldaga Egiptuse soolastes järvedes. Kreeka autorid Aristoteles ja Dioscorides kirjutasid hiljem samast ainest, kuid nime all "nitron", ja Vana-Rooma ajaloolane Plinius Vanem nimetas seda sama ainet "nitrumiks".
18. sajandil Keemikud teadsid juba palju erinevaid naatriumiühendeid. Naatriumsoolasid kasutati laialdaselt meditsiinis, naha parkimisel ja kangaste värvimisel.
Metallilise naatriumi sai esmakordselt inglise keemik ja füüsik Humphry Davy sula naatriumhüdroksiidi elektrolüüsi teel (kasutades 250 paari vask- ja tsinkplaatidest koosnevat voltalist kolonni). Davy poolt selle elemendi jaoks valitud nimi "naatrium" peegeldab selle päritolu soodast Na 2 CO 3 . Elemendi ladina- ja venekeelne nimetus on tuletatud araabiakeelsest sõnast "natrun" (looduslik sooda).
Naatriumi levik looduses ja selle tööstuslik ekstraheerimine.
Naatrium on sisalduselt seitsmes element ja viies metall (alumiiniumi, raua, kaltsiumi ja magneesiumi järel). Selle sisaldus maakoores on 2,27%. Suurem osa naatriumist leidub erinevates alumosilikaatides.
Kõigil mandritel leidub tohutuid naatriumsoolade ladestusi suhteliselt puhtal kujul. Need on iidsete merede aurustumise tulemus. See protsess jätkub Salt Lake'is (Utah), Surnumeres ja mujal. Naatriumi leidub NaCl kloriidina (haliit, kivisool), aga ka karbonaadina Na 2 CO 3 NaHCO 3 2H 2 O (trona), nitraadina NaNO 3 (soolpeetri), sulfaadina Na 2 SO 4 10H 2 O (mirabiliit). ), tetraboraat Na 2 B 4 O 7 10 H 2 O (booraks) ja Na 2 B 4 O 7 4H 2 O (kerniit) ja muud soolad.
Naatriumkloriidi ammendamatud varud on looduslikes soolvees ja ookeanivetes (umbes 30 kg m–3). Hinnanguliselt võtaks maailma ookeani naatriumkloriidi sisaldusega võrdväärses koguses kivisoola enda alla 19 miljonit kuupmeetrit. km (50% rohkem kui Põhja-Ameerika mandri kogumaht üle merepinna). Selle mahu prisma, mille aluspind on 1 ruutmeetrit. km võib Kuule jõuda 47 korda.
Nüüd on naatriumkloriidi kogutoodang mereveest jõudnud 6–7 miljoni tonnini aastas, mis moodustab umbes kolmandiku maailma kogutoodangust.
Elusaine sisaldab keskmiselt 0,02% naatriumi; Loomades on seda rohkem kui taimedes.
Lihtaine ja naatriummetalli tööstusliku tootmise omadused.
Naatrium on hõbevalge metall, õhukeste kihtidena lillaka varjundiga, plastiline, isegi pehme (noaga kergesti lõigatav), naatriumi värske lõige on läikiv. Naatriumi elektrijuhtivuse ja soojusjuhtivuse väärtused on üsna kõrged, tihedus on 0,96842 g/cm 3 (temperatuuril 19,7 ° C), sulamistemperatuur on 97,86 ° C, keemistemperatuur on 883,15 ° C.
Kolmekomponentsel sulamil, mis sisaldab 12% naatriumi, 47% kaaliumi ja 41% tseesiumi, on metallisüsteemide madalaim sulamistemperatuur –78 °C.
Naatrium ja selle ühendid värvivad leegi erkkollaseks. Kahekordne joon naatriumispektris vastab üleminekule 3 s 1–3lk 1 elemendi aatomites.
Naatriumi keemiline aktiivsus on kõrge. Õhus kaetakse see kiiresti peroksiidi, hüdroksiidi ja karbonaadi segu kilega. Naatrium põleb hapnikus, fluoris ja klooris. Metalli põletamisel õhus tekib Na 2 O 2 peroksiid (koos Na 2 O oksiidi lisandiga).
Naatrium reageerib uhmris jahvatamisel väävliga ja redutseerib väävelhappe väävliks või isegi sulfiidiks. Tahke süsinikdioksiid (“kuiv jää”) plahvatab kokkupuutel naatriumiga (süsinikdioksiidiga tulekustuteid ei saa kasutada naatriumpõlengu kustutamiseks!). Lämmastikuga toimub reaktsioon ainult elektrilahendusega. Naatrium ei interakteeru ainult inertsete gaasidega.
Naatrium reageerib aktiivselt veega:
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2
Reaktsiooni käigus vabanevast soojusest piisab metalli sulatamiseks. Seetõttu, kui väike tükike naatriumi vette visata, sulab see reaktsiooni termilise mõju tõttu ja veest kergem metallitilk “jookseb” reaktiivjõu toimel mööda veepinda. vabanenud vesinikust. Naatrium reageerib alkoholidega palju rahulikumalt kui veega:
2Na + 2C 2 H 5 OH = 2 C 2 H 5 ONa + H 2
Naatrium lahustub kergesti vedelas ammoniaagis, moodustades ebatavaliste omadustega helesinised metastabiilsed lahused. –33,8°C juures lahustub 1000 g ammoniaagis kuni 246 g naatriummetalli. Lahjendatud lahused on sinised, kontsentreeritud lahused on pronksised. Neid saab säilitada umbes nädal. On kindlaks tehtud, et vedelas ammoniaagis ioniseerib naatrium:
Na Na + + e –
Selle reaktsiooni tasakaalukonstant on 9,9·10 –3. Lahkuv elektron solvateerub ammoniaagi molekulidega ja moodustab kompleksi -. Saadud lahused on metallilise elektrijuhtivusega. Kui ammoniaak aurustub, jääb algne metall alles. Kui lahust hoitakse pikka aega, muutub see järk-järgult värviliseks metalli reageerimisel ammoniaagiga, mille tulemusena moodustub amiid NaNH 2 või imiid Na 2 NH ja vesinik eraldub.
Naatriumi hoitakse dehüdreeritud vedeliku (petrooleum, mineraalõli) kihi all ja transporditakse ainult suletud metallmahutites.
Elektrolüütiline meetod naatriumi tööstuslikuks tootmiseks töötati välja 1890. aastal. Elektrolüüs viidi läbi sula naatriumhüdroksiidiga, nagu Davy katsetes, kuid kasutades voltakolonnist täiustatud energiaallikaid. Selles protsessis vabaneb koos naatriumiga hapnik:
anood (nikkel): 4OH – – 4e – = O 2 + 2H 2 O.
Puhta naatriumkloriidi elektrolüüsi käigus tekivad tõsised probleemid, mis on seotud esiteks naatriumkloriidi lähedase sulamistemperatuuri ja naatriumi keemistemperatuuriga ning teiseks naatriumi suure lahustuvusega vedelas naatriumkloriidis. Kaaliumkloriidi, naatriumfluoriidi, kaltsiumkloriidi lisamine naatriumkloriidile võimaldab alandada sulamistemperatuuri 600° C. Naatriumi tootmine sula eutektilise segu (kahe madalaima sulamistemperatuuriga aine sulam) elektrolüüsi teel 40% NaCl ja 60% CaCl 2 temperatuuril ~580° C Ameerika inseneri G. Downsi välja töötatud rakus, käivitas selle 1921. aastal DuPont Niagara Fallsi elektrijaama lähedal.
Elektroodidel toimuvad järgmised protsessid:
katood (raud): Na + + e – = Na
Ca 2+ + 2e – = Ca
anood (grafiit): 2Cl – – 2e – = Cl 2.
Naatrium- ja kaltsiummetallid tekivad silindrilisel teraskatoodil ja tõstetakse üles jahutatud toru abil, milles kaltsium tahkub ja langeb tagasi sulatisse. Keskmisel grafiitanoodil tekkiv kloor kogutakse nikkelkatuse alla ja seejärel puhastatakse.
Praegu on naatriummetalli tootmismaht mitu tuhat tonni aastas.
Naatriummetalli tööstuslik kasutamine on tingitud selle tugevatest redutseerivatest omadustest. Pikka aega kasutati suuremat osa toodetud metallist tetraetüülplii PbEt 4 ja tetrametüülplii PbMe 4 (bensiini dekoputusvastased ained) tootmiseks alküülkloriidide reageerimisel naatriumi ja plii sulamiga kõrge vererõhk. Nüüd on see toodang keskkonnareostuse tõttu kiiresti vähenemas.
Teine kasutusvaldkond on titaani, tsirkooniumi ja teiste metallide tootmine nende kloriidide redutseerimise teel. Väiksemaid koguseid naatriumi kasutatakse selliste ühendite nagu hüdriidi, peroksiidi ja alkoholaatide tootmiseks.
Dispergeeritud naatrium on väärtuslik katalüsaator kummi ja elastomeeride tootmisel.
Sula naatriumi kasutatakse kiirete neutronite tuumareaktorites soojusvahetusvedelikuna üha enam. Naatriumi madal sulamistemperatuur, madal viskoossus, väike neutronite neeldumise ristlõige koos ülikõrge soojusmahtuvuse ja soojusjuhtivusega muudavad selle (ja selle kaaliumiga sulamid) nendel eesmärkidel asendamatuks materjaliks.
Naatrium puhastab usaldusväärselt trafoõlid, eetrid ja muud orgaanilised ained vee jälgedest ning naatriumamalgaami abil saate kiiresti määrata niiskusesisalduse paljudes ühendites.
Naatriumiühendid.
Naatrium moodustab kõigi tavaliste anioonidega tervikliku ühendite komplekti. Arvatakse, et sellistes ühendites on kristallvõre katioonse ja anioonse osa vahel laeng peaaegu täielikult eraldunud.
Naatriumoksiid Na 2 O sünteesitakse Na 2 O 2, NaOH ja kõige eelistatumalt NaNO 2 reaktsioonil naatriummetalliga:
Na2O2 + 2Na = 2Na2O
2NaOH + 2Na = 2Na2O + H2
2NaNO2 + 6Na = 4Na2O + N2
Viimases reaktsioonis võib naatriumi asendada naatriumasiidiga NaN 3:
5NaN3 + NaNO2 = 3Na2O + 8N2
Naatriumoksiidi on kõige parem hoida veevabas bensiinis. See toimib reagendina erinevate sünteeside jaoks.
Naatriumperoksiid Naatriumi oksüdeerumisel moodustub kahvatukollase pulbri kujul olev Na 2 O 2. Sel juhul moodustub kuiva hapniku (õhu) piiratud pakkumise tingimustes esmalt Na 2 O oksiid, mis seejärel muutub Na 2 O 2 peroksiidiks. Hapniku puudumisel on naatriumperoksiid termiliselt stabiilne kuni ~675°C.
Naatriumperoksiidi kasutatakse tööstuses laialdaselt kiudude, paberimassi, villa jne pleegitusainena. See on tugev oksüdeerija: see plahvatab alumiiniumipulbri või puusöega segamisel, reageerib väävliga (ja muutub kuumaks) ning süütab paljud orgaanilised vedelikud. Naatriumperoksiid reageerib süsinikmonooksiidiga, moodustades karbonaadi. Naatriumperoksiidi reaktsioon süsinikdioksiidiga vabastab hapnikku:
2Na 2O 2 + 2CO 2 = 2Na 2CO 3 + O 2
Sellel reaktsioonil on olulisi praktilisi rakendusi allveelaevade ja tuletõrjujate hingamisaparaatides.
Naatrium superoksiid NaO 2 saadakse naatriumperoksiidi aeglasel kuumutamisel temperatuuril 200–450 °C hapnikurõhul 10–15 MPa. Tõendid NaO 2 tekke kohta saadi esmalt hapniku reaktsioonil vedelas ammoniaagis lahustunud naatriumiga.
Vee mõju naatriumsuperoksiidile põhjustab hapniku vabanemise isegi külmas:
2NaO 2 + H 2 O = NaOH + NaHO 2 + O 2
Temperatuuri tõustes suureneb vabaneva hapniku hulk, kuna tekkiv naatriumvesinikperoksiid laguneb:
4NaO2 + 2H2O = 4NaOH + 3O2
Naatriumsuperoksiid on suletud ruumides õhu regenereerimise süsteemide komponent.
Naatriumosoniid NaO 3 tekib osooni toimel veevaba naatriumhüdroksiidi pulbriga madalal temperatuuril, millele järgneb punase NaO 3 ekstraheerimine vedela ammoniaagiga.
Naatriumhüdroksiid NaOH-d nimetatakse sageli seebikiviks või seebikiviks. See on tugev alus ja klassifitseeritakse tüüpiliseks leeliseks. Naatriumhüdroksiidi vesilahustest on saadud arvukalt NaOH hüdraate n H 2 O, kus n= 1, 2, 2,5, 3,5, 4, 5,25 ja 7.
Naatriumhüdroksiid on väga agressiivne. See hävitab klaasi ja portselani koostoime tõttu neis sisalduva ränidioksiidiga:
2NaOH + SiO 2 = Na 2 SiO 3 + H 2 O
Nimetus "seebikivi" peegeldab naatriumhüdroksiidi söövitavat toimet eluskudedele. Selle aine silma sattumine on eriti ohtlik.
Orleansi hertsogi arst Nicolas Leblanc (1742–1806) töötas 1787. aastal välja mugava meetodi naatriumhüdroksiidi tootmiseks NaCl-st (patent 1791). See esimene suuremahuline tööstuslik keemiline protsess oli 19. sajandi Euroopas suur tehnoloogiline saavutus. Leblanci protsess asendati hiljem elektrolüütilise protsessiga. 1874. aastal toodeti maailmas naatriumhüdroksiidi 525 tuhat tonni, millest 495 tuhat tonni saadi Leblanci meetodil; aastaks 1902 jõudis naatriumhüdroksiidi tootmine 1800 tuhande tonnini, kuid Leblanci meetodil saadi vaid 150 tuhat tonni.
Tänapäeval on naatriumhüdroksiid tööstuses kõige olulisem leelis. Ainuüksi USA aastane toodang ületab 10 miljonit tonni, seda saadakse tohututes kogustes soolvee elektrolüüsil. Naatriumkloriidi lahuse elektrolüüsimisel moodustub naatriumhüdroksiid ja eraldub kloor:
katood (raud) 2H 2 O + 2 e– = H2 + 2OH –
anood (grafiit) 2Cl – – 2 e– = Cl 2
Elektrolüüsiga kaasneb leelise kontsentratsioon tohututes aurustites. Maailma suurim (PPG Inductries "Lake Charlesi tehases") on kõrgusega 41 m ja läbimõõduga 12 m. Umbes pool toodetud naatriumhüdroksiidist kasutatakse otse keemiatööstuses erinevate orgaaniliste ja anorgaaniliste ainete tootmiseks: fenool, resortsinool, b-naftool, naatriumsoolad (hüpoklorit, fosfaat, sulfiid, aluminaadid).Lisaks kasutatakse naatriumhüdroksiidi paberi ja paberimassi, seebi ja pesuvahendite, õlide, tekstiili tootmisel. Vajalik ka töötlemisel Naatriumhüdroksiidi oluline kasutusvaldkond on hapete neutraliseerimine.
Naatriumkloriid NaCl on tuntud kui lauasool ja kivisool. See moodustab värvituid, kergelt hügroskoopseid kuupkristalle. Naatriumkloriid sulab temperatuuril 801° C, keeb 1413° C. Selle lahustuvus vees sõltub temperatuurist vähe: 100 g vees lahustub 20° C juures 35,87 g NaCl, 80° C juures 38,12 g.
Naatriumkloriid on vajalik ja asendamatu toidumaitseaine. Kaugemas minevikus võrdus sool kulla hinnaga. Vana-Roomas maksti leegionäridele sageli mitte rahas, vaid soolas, sellest ka sõna sõdur.
Kiievi-Venemaal kasutasid nad Karpaatide piirkonnast, soolajärvedest ja Musta ja Aasovi mere suudmealadest pärit soola. See oli nii kallis, et pidulikel pidusöökidel serveeriti seda aadlike külaliste laudadel, teised aga läksid “lokerdama”.
Pärast Astrahani piirkonna annekteerimist Moskva riigiga muutusid Kaspia järved oluliseks soolaallikaks, kuid sellest ei piisanud, see oli kallis, mistõttu tekkis elanikkonna vaesemate kihtide seas rahulolematus, mis kasvas välja ülestõus, mida tuntakse soolamässina (1648)
1711. aastal andis Peeter I välja dekreedi soolamonopoli kehtestamise kohta. Soolaga kauplemine sai riigi ainuõiguseks. Soolamonopol kestis üle saja viiekümne aasta ja kaotati 1862. aastal.
Tänapäeval on naatriumkloriid odav toode. Koos kivisöe, lubjakivi ja väävliga on see üks nn nelja suurest mineraalsest toorainest, keemiatööstuse jaoks hädavajalikum.
Enamik naatriumkloriidi toodetakse Euroopas (39%), Põhja-Ameerikas (34%) ja Aasias (20%), samas kui Lõuna-Ameerika ja Okeaania moodustavad ainult 3% ja Aafrika 1%. Kivisool moodustab tohutuid maa-aluseid ladestusi (sageli sadade meetrite paksused), mis sisaldavad üle 90% NaCl. Tüüpiline Cheshire'i soolamaardla (peamine naatriumkloriidi allikas Suurbritannias) pindala on 60 × 24 km ja selle soolakiht on umbes 400 m. Ainuüksi selle maardla väärtus on hinnanguliselt üle 10 11 tonni .
Maailma soolatootmine 21. sajandi alguseks. ulatus 200 miljoni tonnini, millest 60% tarbib keemiatööstus (kloori- ja naatriumhüdroksiidi, aga ka paberimassi, tekstiili, metallide, kummide ja õlide tootmiseks), 30% toiduainetööstus, 10% muud tegevusvaldkonnad. Naatriumkloriidi kasutatakse näiteks odava jääsulatusainena.
Naatriumkarbonaat Na 2 CO 3 nimetatakse sageli soodaks või lihtsalt soodaks. Looduses leidub seda jahvatatud soolvee kujul, soolvee kujul järvedes ja mineraalidena natron Na 2 CO 3 · 10H 2 O, termonatriit Na 2 CO 3 · H 2 O, trona Na 2 CO 3 · NaHCO 3 · 2H 2 O Naatriumvormid ja muud mitmesugused hüdraatkarbonaadid, vesinikkarbonaadid, sega- ja topeltkarbonaadid, näiteks Na 2CO 3 7H 2 O, Na 2 CO 3 3 NaHCO 3, aKCO 3 n H2O, K2CO3NaHCO32H2O.
Tööstuslikult saadud leeliselementide sooladest on naatriumkarbonaadil suurim tähtsus. Kõige sagedamini kasutatakse selle valmistamiseks Belgia keemiku-tehnoloogi Ernst Solvay 1863. aastal välja töötatud meetodit.
Naatriumkloriidi ja ammoniaagi kontsentreeritud vesilahus küllastatakse vähese rõhu all süsinikdioksiidiga. Sel juhul moodustub suhteliselt halvasti lahustuva naatriumvesinikkarbonaadi sade (NaHCO 3 lahustuvus on 9,6 g 100 g vee kohta temperatuuril 20 ° C):
NaCl + NH 3 + H 2 O + CO 2 = NaHCO 3 Ї + NH 4 Cl
Soda saamiseks kaltsineeritakse naatriumvesinikkarbonaat:
Vabanenud süsinikdioksiid suunatakse tagasi esimesse protsessi. Täiendav süsihappegaas saadakse kaltsiumkarbonaadi (lubjakivi) kaltsineerimisel:
Selle reaktsiooni teist toodet, kaltsiumoksiidi (lubi), kasutatakse ammoniaagi regenereerimiseks ammooniumkloriidist:
Seega on Solvay meetodil sooda tootmise ainsaks kõrvalsaaduseks kaltsiumkloriid.
Protsessi üldvõrrand:
2NaCl + CaCO 3 = Na 2 CO 3 + CaCl 2
Ilmselgelt toimub vesilahuses normaalsetes tingimustes pöördreaktsioon, kuna tasakaal selles süsteemis on kaltsiumkarbonaadi lahustumatuse tõttu täielikult nihkunud paremalt vasakule.
Looduslikust toorainest saadav sooda (looduslik sooda) on kvaliteetsem võrreldes ammoniaagimeetodil toodetud soodaga (kloriidisisaldus alla 0,2%). Lisaks on spetsiifilised kapitaliinvesteeringud ja looduslikust toorainest sooda maksumus 40–45% madalam kui sünteetiliselt saadud. Umbes kolmandik maailma soodatoodangust pärineb praegu looduslikest leiukohtadest.
Na 2 CO 3 toodang maailmas 1999. aastal jagunes järgmiselt:
| Kokku | |
| Põhja Ameerika | |
| Aasia/Okeaania | |
| Zap. Euroopa | |
| Ida Euroopa | |
| Aafrika | |
| Lat. Ameerika |
Maailma suurim loodusliku sooda tootja on USA, kuhu on koondunud suurimad uuritud soodajärvede troona ja soolvee varud. Maardla Wyomingis moodustab 3 m paksuse kihi, mille pindala on 2300 km 2. Selle varud ületavad 10 10 tonni USA-s on soodatööstus keskendunud looduslikule toorainele; viimane sooda sünteesitehas suleti 1985. USA-s on sooda tootmine viimastel aastatel stabiliseerunud 10,3–10,7 miljoni tonni juures.
Erinevalt Ameerika Ühendriikidest sõltub enamik maailma riike peaaegu täielikult sünteetilise sooda tootmisest. Hiina on sooda tootmisel maailmas teisel kohal USA järel. Selle kemikaali tootmine Hiinas ulatus 1999. aastal ligikaudu 7,2 miljoni tonnini.Venemaal toodeti samal aastal soodat ligikaudu 1,9 miljoni tonnini.
Paljudel juhtudel on naatriumkarbonaat asendatav naatriumhüdroksiidiga (näiteks paberimassi, seebi, puhastusvahendite tootmisel). Umbes pool naatriumkarbonaadist kasutatakse klaasitööstuses. Üks kasvav rakendus on väävli saasteainete eemaldamine elektrijaamade ja suurte ahjude gaasiheitest. Kütusele lisatakse naatriumkarbonaadi pulbrit, mis reageerib vääveldioksiidiga, moodustades tahkeid tooteid, eriti naatriumsulfiti, mida saab filtreerida või sadestada.
Naatriumkarbonaati kasutati varem laialdaselt "pesusoodana", kuid nüüdseks on see rakendus teiste majapidamises kasutatavate pesuvahendite kasutamise tõttu kadunud.
Naatriumvesinikkarbonaat NaHCO 3 (söögisoodat) kasutatakse peamiselt süsihappegaasi allikana leiva küpsetamisel, kondiitritoodete valmistamisel, gaseeritud jookide ja kunstlike jookide valmistamisel. mineraalveed, tulekustutuskompositsioonide komponendina ja ravim. Selle põhjuseks on selle kerge lagunemine temperatuuril 50–100 ° C.
Naatriumsulfaat Na 2 SO 4 esineb looduses veevabas vormis (tenardiit) ja dekahüdraadina (mirabiliit, Glauberi sool). See on osa astrahoniidist Na 2 Mg(SO 4) 2 4H 2 O, vantofiidist Na 2 Mg(SO 4) 2, glauberiidist Na 2 Ca(SO 4) 2. Suurimad naatriumsulfaadi varud on SRÜ riikides, aga ka USA-s, Tšiilis ja Hispaanias. Soolajärvede looduslikest ladestustest või soolveest eraldatud mirabiliit dehüdreeritakse temperatuuril 100 ° C. Naatriumsulfaat on ka väävelhappe abil vesinikkloriidi tootmise kõrvalsaadus, samuti sadade tööstuslike protsesside lõppsaadus. väävelhappe neutraliseerimine naatriumhüdroksiidiga.
Andmeid naatriumsulfaadi tootmise kohta ei avaldata, kuid loodusliku tooraine ülemaailmne toodang on hinnanguliselt umbes 4 miljonit tonni aastas. Naatriumsulfaadi ekstraheerimine kui kõrvalsaadus on maailmas tervikuna hinnanguliselt 1,5–2,0 miljonit tonni.
Pikka aega kasutati naatriumsulfaati vähe. Nüüd on see aine paberitööstuse aluseks, kuna Na 2 SO 4 on jõumassi valmistamisel peamine reagent pruuni pakkepaberi ja lainepapi valmistamiseks. Puidulaastu või saepuru töödeldakse naatriumsulfaadi kuumas leeliselises lahuses. See lahustab ligniini (puidu komponent, mis hoiab kiude koos) ja vabastab tselluloosikiud, mis saadetakse seejärel paberimasinatesse. Ülejäänud lahus aurustatakse, kuni see on võimeline põlema, andes taimele auru ja aurustumiseks soojust. Sulatatud naatriumsulfaat ja hüdroksiid on leegikindlad ja neid saab uuesti kasutada.
Klaasi ja pesuvahendite tootmisel kasutatakse väiksemat osa naatriumsulfaati. Na 2 SO 4 · 10H 2 O (Glauberi sool) hüdraatunud vorm on lahtistav. Seda kasutatakse praegu vähem kui varem.
Naatriumnitraat NaNO 3 nimetatakse naatrium- või Tšiili nitraadiks. Tšiilist leitud suured naatriumnitraadi lademed näivad olevat tekkinud orgaaniliste jäänuste biokeemilisel lagunemisel. Algselt eraldunud ammoniaak oksüdeerus tõenäoliselt lämmastik- ja lämmastikhappeks, mis seejärel reageeris lahustunud naatriumkloriidiga.
Naatriumnitraat saadakse lämmastikgaaside (lämmastikoksiidide segu) absorptsioonil naatriumkarbonaadi või hüdroksiidi lahusega või kaltsiumnitraadi vahetusinteraktsioonil naatriumsulfaadiga.
Naatriumnitraati kasutatakse väetisena. See on vedelate soolade jahutusainete, metallitööstustööstuse karastusvannide ja soojust salvestavate kompositsioonide komponent. Kolmekomponentset segu 40% NaNO 2, 7% NaNO 3 ja 53% KNO 3 võib kasutada sulamistemperatuurist (142° C) kuni ~600° C. Naatriumnitraati kasutatakse oksüdeeriva ainena lõhkeainetes, raketikütustes, ja pürotehnilised kompositsioonid. Seda kasutatakse klaasi- ja naatriumsoolade, sealhulgas nitriti tootmisel, mis toimib toiduainete säilitusainena.
Naatriumnitrit NaNO 2 võib saada naatriumnitraadi termilisel lagundamisel või selle redutseerimisel:
NaNO 3 + Pb = NaNO 2 + PbO
Naatriumnitriti tööstuslikuks tootmiseks absorbeeritakse lämmastikoksiidid naatriumkarbonaadi vesilahusega.
Naatriumnitrit NaNO 2, lisaks sellele, et seda kasutatakse koos nitraatidega soojusjuhtivate sulanditena, kasutatakse laialdaselt asovärvide tootmisel, korrosiooni tõkestamiseks ja liha säilitamiseks.
Jelena Savinkina
Naatrium on esimese rühma, keemiliste elementide perioodilisuse tabeli kolmanda perioodi põhialarühma element aatomnumbriga 11. Tähistatakse sümboliga Na (lat. Natrium). Lihtaine naatrium (CAS number: 7440-23-5) on pehme leelismetall, hõbe- valge.
Nime ajalugu ja päritolu
Naatriumi (õigemini selle ühendeid) on kasutatud juba iidsetest aegadest. Näiteks sooda (natron) leidub looduslikult Egiptuse soodajärvede vetes. Vanad egiptlased kasutasid looduslikku soodat balsameerimiseks, lõuendi pleegitamiseks, toidu valmistamiseks ning värvide ja glasuuride valmistamiseks. Plinius Vanem kirjutab, et Niiluse deltas eraldati jõeveest sooda (see sisaldas piisavas koguses lisandeid). See tuli müügile suurte tükkidena, söe segunemise tõttu halli või isegi mustana.
Nimetus “naatrium” tuleneb ladinakeelsest sõnast natrium (vrd vanakreeka νίτρον), mis on laenatud Kesk-Egiptuse keelest (nṯr), kus see tähendas muu hulgas: “sooda”, “seebikivi”.
Lühendit "Na" ja sõna naatrium kasutas esmakordselt akadeemik, Rootsi Arstide Seltsi asutaja Jöns Jakob Berzelius (1779-1848), et viidata looduslikule. mineraalsoolad, mis sisaldas soodat. Varem nimetati elementi naatriumiks (lat. sodium). Nimi naatrium võib tuleneda araabia sõnast suda, mis tähendab " peavalu", kuna soodat kasutati sel ajal peavalude raviks.
Inglise keemik Humphry Davy sai naatriumi esmakordselt 1807. aastal tahke NaOH elektrolüüsi teel.
Kviitung
Esimene naatriumi tootmise meetod oli naatriumkarbonaadi redutseerimine kivisöega, kuumutades nende ainete tihedat segu raudanumas temperatuurini 1000 °C.
Siis ilmus veel üks naatriumi tootmise meetod - sula naatriumhüdroksiidi või naatriumkloriidi elektrolüüs.
Füüsikalised omadused
Naatrium on hõbevalge metall, õhukeste kihtidena lillaka varjundiga, plastiline, isegi pehme (noaga kergesti lõigatav), naatriumi värske lõige on läikiv. Naatriumi elektri- ja soojusjuhtivuse väärtused on üsna kõrged, tihedus on 0,96842 g/cm³ (19,7 °C juures), sulamistemperatuur on 97,86 °C ja keemistemperatuur 883,15 °C.
Surve all muutub see läbipaistvaks ja punaseks, nagu rubiin.
Naatrium
NAATRIUM- mina; m. Keemiline element (Na), pehme hõbevalge metall, mis õhu käes kiiresti oksüdeerub.
◁ Naatrium, oh, oh. N-ndad ühendused. N-s salpeet.
naatrium(lat. Natrium), perioodilisuse tabeli I rühma keemiline element; viitab leelismetallidele. Nimi (araabia keelest natrun) viitas algselt looduslikule soodale. Hõbevalge metall, pehme, kerge (tihedus 0,968 g/cm3), sulav ( t sulamisp. 97,86 °C). Õhus oksüdeerub kiiresti. Koostoime veega võib põhjustada plahvatuse. Ta on maakoore arvukuse poolest 6. kohal (mineraalid haliit, mirabiliit jne) ja 1. kohal metalliliste elementide hulgas maailma ookeanis. Neid kasutatakse puhaste metallide (K, Zr, Ta jt) tootmiseks, tuumareaktorite jahutusvedelikuna (kaaliumiga sulam) ja luminestsentsi allikana naatriumlampides. Naatrium osaleb kõigi elusorganismide mineraalide ainevahetuses.
NAATRIUMNAATrium (ladina Natrium, araabia keelest natrun, kreeka nitron - looduslik sooda), Na (loe "naatrium"), keemiline element aatomnumbriga 11, aatommass 22,98977. Looduses esineb üks stabiilne isotoop, 23 Na. Kuulub leelismetallide hulka. Asub elementide perioodilisuse tabeli kolmandas perioodis IA rühmas. Välise elektronkihi 3 konfiguratsioon s 1 . Oksüdatsiooniaste +1 (valents I).
Aatomi raadius on 0,192 nm, Na + iooni raadius 0,116 nm (koordinatsiooniarv 6). Järjestikused ionisatsioonienergiad on 5,139 ja 47,304 eV. Elektronegatiivsus Paulingu järgi (cm. PAULING Linus) 1,00.
Ajalooline viide
Vana-Kreekas kasutati lauasoola (naatriumkloriid NaCl), söövitavat leelist (naatriumhüdroksiid NaOH) ja soodat (naatriumkarbonaat Na 2 CO 3).
Na-metalli hankis esmakordselt 1807. aastal G. Davy (cm. DAVY Humphrey) kasutades sulatatud seebikivi elektrolüüsi.
Looduses olemine
Maakoore sisaldus on 2,64 massiprotsenti. Peamised mineraalid: haliit (cm. HALITE) NaCl, mirabiliit (cm. MIRABILIT) Na 2SO 4 10H 2O, siisardiit (cm. TANARDIIT) Na 2 SO 4, Tšiili salpeeter NaNO 3 ,
troonile (cm. TRON) NaHCO 3 Na 2 CO 3 2H 2 O, booraks (cm. BORA) Na 2 B 4 O 7 10H 2 O ja looduslikud silikaadid, näiteks nefeliin (cm. NEPHELIN) Na.
Maailmamere vesi sisaldab 1,5 10 16 tonni naatriumisoolasid.
Kviitung
Na saadakse sulatatud naatriumkloriidi NaCl elektrolüüsil, lisades NaCl 2, KCl ja NaF, et vähendada elektrolüüdi sulamistemperatuuri 600 °C-ni. Anoodid on valmistatud grafiidist, katoodid on valmistatud vasest või rauast. Sulatuse elektrolüüs viiakse läbi membraaniga terasest elektrolüsaatoris. Paralleelselt Na elektrolüüsiga saadakse Cl2:
2NaCl=2Na+Cl2
Saadud Na puhastatakse vaakumdestilleerimise või titaani või titaan-tsirkooniumisulamiga töötlemise teel.
Füüsilised ja keemilised omadused
Naatrium on pehme hõbevalge metall, mis õhuga kokkupuutel kiiresti tuhmub.
Na on pehme, noaga kergesti lõigatav ning seda saab pressida ja rullida. Üle -222°C on kuupmuutus stabiilne, A= 0,4291 nm. Allpool on kuusnurkne modifikatsioon. Tihedus 0,96842 kg/dm3. Sulamistemperatuur 97,86 °C, keemistemperatuur 883,15 °C. Naatriumi aur koosneb Na-st ja Na 2 -st.
Na on keemiliselt väga aktiivne. Toatemperatuuril suhtleb O 2
õhk, veeaur ja CO 2 koos lahtise kooriku moodustumisega. Kui Na põleb hapnikus, moodustuvad Na 2 O 2 peroksiid ja Na 2 O oksiid:
4Na+O2 =2Na2O ja 2Na+O2 =Na2O2
Õhus kuumutamisel põleb Na kollase leegiga, ka paljud naatriumisoolad muudavad leegi kollaseks. Naatrium reageerib ägedalt vee ja lahjendatud hapetega:
2Na+H20=2NaOH+H2
Na ja alkoholi vastasmõjul eraldub H2 ja moodustub naatriumalkoksiid. Näiteks moodustab Na etanooliga C 2 H 5 OH interakteerudes naatriumetanolaadi C 2 H 5 OHa:
C 2 H 5 OH + 2 Na = 2 C 2 H 5 ONa + H 2
Na-ga interakteeruvad hapnikku sisaldavad happed vähenevad:
2Na+2H2SO4 =SO2+Na2SO4+2H2O
Kuumutamisel 200 °C-ni reageerib Na H2-ga, moodustades NaH-hüdriidi:
2Na+H2=2NaH
Naatrium süttib fluoriatmosfääris spontaanselt (cm. FLUOR) või kloori (cm. KLOOR), joodiga (cm. IOD) reageerib kuumutamisel. Mördis jahvatamisel reageerib Na S-ga, moodustades muutuva koostisega sulfiide. N 2 -ga toimub reaktsioon elektrilahendusena, moodustub naatriumnitriid Na 3 N või asiid NaN 3. Na reageerib vedela ammoniaagiga, moodustades siniseid lahuseid, kus Na on Na+ ioonidena.
Naatriumoksiidil Na2O on selged aluselised omadused, see reageerib kergesti veega, moodustades tugeva aluse - naatriumhüdroksiidi NaOH:
Na20+H20=2NaOH
Naatriumperoksiid Na 2 O 2 reageerib veega, vabastades hapniku:
2Na2O2 +2H2O=4NaOH+O2
Naatriumhüdroksiid on väga tugev alus, leelis, ( cm. ALKALI) lahustuvad vees hästi (108 g NaOH lahustub 20 °C juures 100 g vees). NaOH interakteerub happelise ja amfoteersega (cm. AMFOTEERILINE) oksiidid:
CO 2 + 2NaOH = Na 2 CO 3 + H 2 O,
Al 2 O 3 + 2 NaOH + 3 H 2 O = 2 Na (lahuses),
Al 2 O 3 + 2 NaOH = 2 NaAlO 2 + H 2 O (kui on sulatatud)
Tööstuses toodetakse naatriumhüdroksiidi NaOH NaCl või Na 2 CO 3 vesilahuste elektrolüüsil, kasutades ioonvahetusmembraane ja membraane:
2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2+H2
Tahke NaOH või selle lahuse tilkade kokkupuude nahaga põhjustab tõsiseid põletusi. NaOH vesilahused hävitavad ladustamise ajal klaasi ja sulatused hävitavad portselani.
Naatriumkarbonaat Na 2 CO 3 saadakse küllastamise teel vesilahus NaCl ammoniaagi ja CO 2-ga. Saadud naatriumvesinikkarbonaadi NaHCO 3 lahustuvus 100 g vees temperatuuril 20 °C on alla 10 g, põhiosa NaHCO 3 sadestub:
NaCl+NH3 +CO2 =NaHC03,
mis eraldatakse filtreerimise teel. NaHCO 3 kaltsineerimisel tekib sooda:
2NaHC03 =Na 2CO 3 + CO 2 + H 2 O
Enamiku Na soolade puhul ei suurene lahustuvus temperatuuri tõustes nii palju, kaaliumisoolade puhul (cm. KAALIUM).
Na on tugev redutseerija:
TiCl4 +4Na=4NaCl+Ti
Rakendus
Naatriumi kasutatakse aktiivsete metallide redutseerijana, selle kaaliumiga segatud sulam on tuumareaktorites jahutusvedelik, kuna see ei ima hästi neutroneid. Naauru kasutatakse hõõglampides.
NaCl kasutatakse toiduainetööstuses, naatriumhüdroksiidi NaOH - paberi, seebi, tehiskiudude tootmisel, elektrolüüdina. Naatriumkarbonaat Na 2 CO 3 ja bikarbonaat NaHCO 3 - kasutatakse toiduainetööstuses, on tulekustutusainete koostisosa ja ravim. Naatriumfosfaat Na 3 PO 4 on pesuainete komponent, mida kasutatakse klaasi ja värvide tootmisel, toiduainetööstuses ja fotograafias. Silikaadid m Na2O n SiO 2 - laengukomponendid klaasitootmises, aluminosilikaatkatalüsaatorite, kuumakindla, happekindla betooni tootmiseks.
Füsioloogiline roll
Naatriumioonid Na + on vajalikud keha normaalseks toimimiseks, nad osalevad ainevahetusprotsessides. Inimese vereplasmas on Na + ioonide sisaldus 0,32 massiprotsenti, luudes - 0,6%, lihaskoes - 1,5%. Loomuliku kaotuse täiendamiseks peab inimene igapäevaselt koos toiduga tarbima 4-5 g Na-d.
Naatriummetalli käitlemise omadused
Hoidke naatriumi hermeetiliselt suletud raudanumates dehüdreeritud petrooleumi või mineraalõli kihi all. Süütatud Na valatakse mineraalõliga või kaetakse talgi ja NaCl seguga. Tekkinud Na metallijäätmed hävitatakse konteinerites etüül- või propüülalkoholiga.
entsüklopeediline sõnaraamat. 2009 .
Sünonüümid:Vaadake, mis on "naatrium" teistes sõnaraamatutes:
NAATRIUM- NAATRIUM. Naatrium, keemiline element, sümbol Na, hõbevalge, läikiv, üheaatomiline metall, millel on tavatemperatuuril vahajas tihedus, mis muutub külmas rabedaks ja destilleerub helepuna-kuuma kuumusega; avastas De.wi (1807) elektrolüüsi teel... ... Suur meditsiiniline entsüklopeedia
- (kreeka nitron, ladina natrum). Valge metall, mis on osa lauasoolast, soodast, salpeetrist jne. Vene keele võõrsõnade sõnastik. Chudinov A.N., 1910. NAATRIUM on valge läikiv pehme metall, mis oksüdeerub kiiresti... ... Vene keele võõrsõnade sõnastik
Naatriumi lagunemise diagramm 22 ... Wikipedia
- (naatrium), Na, perioodilisuse tabeli I rühma keemiline element, aatomnumber 11, aatommass 22,98977; pehme leelismetall, sulamistemperatuur 97,86°C. Naatrium ja selle sulamid kaaliumiga on tuumareaktorites jahutusvedelikud. Sulamite naatriumkomponent ...... Kaasaegne entsüklopeedia
- (sümbol Na), tavaline hõbevalge metalliline element, üks ALKALIMETALLIDEst, mille eraldas esmakordselt Humphry Davy (1807). Seda leidub merevee soolades ja paljudes mineraalides. Selle peamine allikas on KLORIID.... Teaduslik ja tehniline entsüklopeediline sõnastik
Naatrium- (naatrium), Na, perioodilisuse tabeli I rühma keemiline element, aatomnumber 11, aatommass 22,98977; pehme leelismetall, sulamistemperatuur 97,86°C. Naatrium ja selle sulamid kaaliumiga on tuumareaktorites jahutusvedelikud. Naatrium on sulamite komponent ... ... Illustreeritud entsüklopeediline sõnaraamat
- (lat. Natrium) Na, Mendelejevi perioodilise süsteemi I rühma keemiline element, aatomnumber 11, aatommass 22,98977; viitab leelismetallidele. Nimi (araabia keelest natrun) viitas algselt looduslikule soodale. Hõbedane valge...... Suur entsüklopeediline sõnaraamat
Na (ladina Natrium, araabia keelest natrun, kreeka nitron, algselt looduslik sooda * a. naatrium, naatrium; n. Natrium; f. naatrium; i. naatrium), keemiline. I rühma perioodilisuse element. Mendelejevi süsteem; at.s. 11, kl. m 22,98977; kuulub aluselise ...... Geoloogiline entsüklopeedia
Na on perioodilise süsteemi I rühma keemiline element, aatomnumber 11, aatommass 22,99; leelismetall; Tänu oma kõrgele soojusjuhtivusele ja suhteliselt väikesele ristlõikele aeglaste neutronite hõivamiseks, metalliline naatrium (mõnikord legeeritud ... ... Tuumaenergia terminid
NAATRIUM- keemia. element, sümbol Na (lat. Natrium), juures. n. 11, kl. m 22,98; kuulub leelismetallide hulka, hõbevalge värvusega, tihedus 968 kg/m3, t = 97,83°C, väga pehme, kõrge soojus- ja elektrijuhtivusega. N. suhtleb kergesti ... ... Suur polütehniline entsüklopeedia
NAATRIUM, naatrium, pl. ei, abikaasa (lat. naatrium) (keemiline). Pehme ja valge kerge leelismetall. Lauasool on kloori ja naatriumi keemiline ühend. Ušakovi seletav sõnaraamat. D.N. Ušakov. 1935 1940… Ušakovi seletav sõnaraamat
Raamatud
- Liitium-kalkogeeni ja naatrium-kalkogeeni süsteemide termodünaamika ja elektrokeemia, Moratševski Andrei Georgijevitš, Demidov Aleksander Ivanovitš. Praegu tuntakse suurt huvi kõrge energiatõhususega laetavate keemiliste jõuallikate (patareide) loomise vastu sõidukitele,…
