Natriy haqida

Natriy haqida
Natriy
← Neon | Magniy →
Oddiy moddaning tashqi ko‘rinishi
Yangi kesilgan natriy
Atomning xossalari
Nomi, belgisi, tartib raqami Natriy / Natrium (Na), 11
Guruh, davr, blok 1 (eski tasnifda IA), 3,
s-element
Atom massasi
(molyar massa)
22,98976928 ± 2,0E−8   a. m. b. (g/mol)
Elektron konfiguratsiyasi [Ne] 3s1
1s22s22p63s1
Atom radiusi 190 pm
Kimyoviy xossalari
Kovalent radius 154 pm
Ion radiusi 97 (+1e) pm
Elektrmanfiylik 0,93 (Poling shkalasi)
Elektrod potensiali -2,71 V
Oksidlanish darajalari −1, 0, +1
Ionlanish energiyasi
(birinchi elektron)
495,6(5,14) kJ/mol (eV)
Oddiy moddaning termodinamik xossalari
Zichlik (sharoit: m. sh.) 0,971 g/sm3
Erish harorati 370,96 K; 97,81 °C
Qaynash harorati 1156,1 K; 882,95 °C
Molyar erish issiqligi 2,64 kJ/mol
Molyar bug‘lanish issiqligi 97,9 kJ/mol
Molyar issiqlik sig‘imi 28,23 J/(K·mol)
Molyar hajm 23,7 sm3/mol
Kristall panjara oddiy moddaning
Panjara tuzilishi Hajm markazlashgan kubsimon
Panjara parametrlari 4,2820 Å
Debay harorati 150 K
Boshqa xususiyatlari
Issiqlik o‘tkazuvchanligi (300 K) 142,0 Vt/(m·K)
CAS raqami 7440-23-5
Emissiya spektri

Natriy (kimyoviy belgisi — Na, kelib chiqishi: lot. Natrium) — kimyoviy element 1-guruh ( eskirgan tasnif bo‘yicha — birinchi guruhning asosiy guruhchasi, IA), uchinchi davr kimyoviy elementlar davriy jadvali D. I. Mendeleyev. Atom raqami — 11.

Oddiy modda sifatida natriy — juda yengil (0,971 g/sm3), yumshoq, kimyoviy faol ishqoriy metall bo‘lib, kumushsimon oq rangga ega. Natriyning tashqi energetik qavatida bitta elektron bo‘lib, uni osonlik bilan berib, musbat zaryadlangan kation Na+.

Natriyning tabiatda uchraydigan yagona barqaror izotopi — 23Na, demak, natriy monoizotop element hisoblanadi.

Tabiatda erkin holda uchramaydi, ammo turli birikmalardan olinishi mumkin. Natriy — Yer po‘stida tarqalishi bo‘yicha oltinchi elementbo‘lib, ko‘plab minerallartarkibida, jumladan, dala shpatlari, sodalit va «toshtuz» (galit, natriy xlorid).

Tarixi va nomining kelib chiqishi

Natriy birikmalari qadimdan ma’lum va ishlatib kelingan. Qadimgi yunoncha tarjimada — Bibliyaning — Septuagintasida — quyidagi so‘z uchraydi: νίτρον (lotincha tarjima — Vulgatada — unga mos keladigan so‘z nitroet) bo‘lib, u soda yoki potashkabi modda nomini bildirgan; bu modda moy bilan aralashtirilganda yuvish vositasi sifatida ishlatilgan (havola ishlamaydi) (Yer. 2:22). Tanaxda ushbu so‘zga νίτρον mos ravishda qadimgi ivritcha בורית‬ — «sovun» va נתר‬ — «ishqor eritmasi» (sovunli suyuqlik) so‘zlari qo‘llangan (havola ishlamaydi). Soda (natron) tabiatda natron ko‘llari suvlarida, xususan, Misrdauchraydi. Qadimgi misrliklar tabiiy sodadan jasadlarni mumiyolash, matolarni oqartirish, ovqat pishirish, bo‘yoqlar va sirlar. tayyorlashda foydalangan. Katta Pliniy yozishicha, Nil deltasida sodani (tarkibida ancha aralashmalar bo‘lgan) daryo suvidan ajratib olishgan. U yirik bo‘laklar holida sotilgan va tarkibidagi ko‘mir aralashmasi tufayli kulrang, hatto qora rangga kirgan.

«Natriy» nomi lotincha natrium (taqqoslang: qadimgi yunoncha νίτρον) so‘zidan olingan bo‘lib, u o‘rta misr tilidagi nṯr, nṯrj (necheri) so‘zidan o‘zlashgan. Bu so‘z turli ma’nolar qatori «soda», «o‘yuvchi natriy», «ilohiy», «muqaddas» ma’nolarini bildirgan va nṯr (necher) — «xudo, ilohiylashtirilgan podshoh, ilohiylashtirilgan marhum» ma’nolaridan kelib chiqqan.

«Na» qisqartmasi va natrium so‘zini birinchi marta akademik, Shvetsiya shifokorlar jamiyati asoschisi Yens Yakob Berselius tarkibida soda bo‘lgan tabiiy mineral tuzlarni ifodalash uchun qo‘llagan. Ilgari (shuningdek, hozir ham ingliz, fransuz va boshqa ayrim tillarda) element sodiy (lot. sodium) deb atalgan. Bu sodiumnomi, ehtimol, arabcha suda— «bosh og‘rig‘i» so‘ziga borib taqaladi, chunki o‘sha davrda soda bosh og‘rig‘ini davolash vositasi sifatida ishlatilgan.

Metall natriyni birinchi marta ingliz kimyogari Xemfri Devi elektroliz usulida eritilgan natriy gidroksididanolgan. Devi bu haqda 19-noyabr 1807-yil o‘qigan Beyker ma’ruzasida xabar bergan (ma’ruza qo‘lyozmasida Devi kaliyni 6-oktabr 1807-yilda, natriyni esa kaliydan bir necha kun keyin kashf etganini ko‘rsatgan).

Tabiatda uchrashi

Yer po‘stidagi klark miqdori natriy uchun 25 kg/t ni tashkil etadi; u Yer po‘stida tarqalishi bo‘yicha 6-o‘rinda turadi (masalan, galit, mirabilit va boshqa minerallarda). Uning dengiz suvi tarkibidagi birikmalar ko‘rinishidagi miqdori — 10,5 g/lbo‘lib, Jahon okeanidagi metall elementlar orasida 1-o‘rinda turadi. Metall natriy atomlari tosh tuziga ko‘k rang beruvchi aralashma sifatida ham uchraydi. Tuz bunday rangni radiatsiya ta’sirida oladi.

Fizik xossalari

Mineral moyda saqlanayotgan metall natriy
Sifat jihatdan aniqlash natriyni alanga yordamida aniqlash — yorqinsariq rang beruvchi emissiya spektridagi «natriyning D-chiziqlari», spektral dubletning to‘lqin uzunliklari 588,9950 va 589,5924 nm

Natriy kumushsimon oq metall bo‘lib, yupqa qatlamlarda binafsha tusga ega. U plastik, hatto yumshoq (pichoq bilan oson kesiladi), yangi kesilgan yuzasi esa yaltiraydi.

Natriyning elektr va issiqlik o‘tkazuvchanligi ancha yuqori, zichligi 0,96842 g/sm³ ( 19,7 °Charoratda), erish harorati 97,86 °C, qaynash harorati 883,15 °C.

Xona haroratida natriy kub singoniyali, kristallar hosil qiladi; fazoviy guruh I m3m, elementar yacheyka parametrlari a = 0,42820 nm, Z = 2.

Harorat −268 °C (5 K) bo‘lganda natriy geksagonal fazagao‘tadi, fazoviy guruh P 63/mmc, elementar yacheyka parametrlari a = 0,3767 nm, c = 0,6154 nm, Z = 2.

Kimyoviy xossalari

Ishqoriy metall bo‘lib, havoda osongina natriy oksidigachaoksidlanadi. Havo kislorodidan himoya qilish uchun metall natriy kerosin yoki mineral moy qatlami ostida saqlanadi.

4Na+OA2⟶2NaA2O.

Havoda yoki kislorodda yonganda natriy peroksidi:

2Na+OA2→tNaA2OA2.

hosil bo‘ladi. Bundan tashqari, natriy ozonidi NaOA3.

ham mavjud. Natriy suv bilan juda shiddatli reaksiyaga kirishadi. Suvga tashlangan natriy bo‘lagi sirtga qalqib chiqadi, ajralayotgan issiqlik ta’sirida erib, oq sharchaga aylanadi va suv yuzasida turli yo‘nalishlarda tez harakatlanadi. Reaksiya davomida vodorodajralib chiqadi va u alangalanishi mumkin. Reaksiya tenglamasi:

2Na+2HA2O⟶2NaOH+HA2↑.

Barcha ishqoriy metallar singari, natriy ham kuchli qaytaruvchi bo‘lib, ko‘plab metallmaslar bilan faol reaksiyaga kirishadi (bundan azot, yod, uglerodva nodir gazlar mustasno):

2Na+ClA2⟶2NaCl,
2Na+HA2→200−400°C,p2NaH.

Natriyning faolligi litiygaqaraganda yuqori. U azot bilan miltillovchi elektr razryadida juda sust reaksiyaga kirishib, nihoyatda beqaror modda — natriy nitridi hosil qiladi (oson hosil bo‘ladigan litiy nitrididan farqli ravishda):

6Na+NA2⟶2NaA3N.

Suyultirilgan kislotalar bilan oddiy metall kabi reaksiyaga kirishadi:

2Na+2HClA(разб)⟶2NaCl+HA2↑.

Konsentrlangan oksidlovchi kislotalar bilan reaksiyada qaytarilish mahsulotlari ajraladi:

8Na+10HNOA3A(конц)⟶8NaNOA3+NHA4NOA3+3HA2O,
8Na+5HA2SOA4A(конц)⟶4NaA2SOA4+HA2S+4HA2O.

Suyuq ammiakdaerib, ko‘k rangli eritma hosil qiladi:

Na+4NHA3→−40°CNa(NHA3)A4.

Gazsimon ammiak bilan qizdirilganda reaksiyaga kirishadi:

2Na+2NHA3→350°C2NaNHA2+HA2↑.

Simob bilan natriy amalgamasini hosil qiladi. Bu amalgama sof metall o‘rniga nisbatan yumshoqroq ta’sir qiluvchi qaytaruvchi sifatida ishlatiladi. Kaliy bilan eritib aralashtirilganda suyuq qotishma hosil qiladi.

Alkilgalogenidlar ortiqcha miqdordagi metall bilan natriyorganik birikmalarni hosil qilishi mumkin. Bular juda faol birikmalar bo‘lib, odatda havoda o‘z-o‘zidan alangalanadi va suv bilan portlaydi. Metall yetishmaganda esa Vyurs reaksiyasi.

sodir bo‘ladi. Natriy spirtlar, fenollar, karbon kislotalar va noorganik kislotalar bilan reaksiyaga kirishib, tuzlar hosil qiladi.

Grafit bilan reaksiyaga kirishib, interkalyatlar.

hosil qiladi. Organik erituvchilar ishtirokida kraun-efirlarda erib, elektrid yoki alkalid hosil qiladi (oxirgi birikmada natriyning odatiy bo‘lmagan oksidlanish darajasi −1 ga teng).

Olinishi

Devil usuli bo‘yicha natriyni sanoatda olish. Bu usul 19-asrda. AC — soda, ko‘mir va bo‘r aralashmasi solingan temir naycha; B — Donni va Mareska sovitgichi; R — neft solingan qabul qilgich

Natriyni sanoatda olishning dastlabki usuli natriy karbonatini ko‘mir bilan qaytarish reaksiyasi bo‘lgan. Bunda moddalar yaxshilab aralashtirilib, temir idishda 1000 °C gacha qizdirilgan (usul: Devil):

NaA2COA3+2C→1000°C2Na+3CO↑.

). Ko‘mir o‘rnida kalsiy karbid, alyuminiy, kremniy, ferrosilitsiy, silikoalyuminiy.

ishlatilishi mumkin. Elektr energetikasi rivojlanishi bilan natriyni olishning boshqa, amaliy jihatdan qulayroq usuli — elektroliz orqali eritilgan o‘yuvchi natriy yoki natriy xlorididan:

4NaOH→электролиз4Na+2HA2O↑+OA2↑.
2NaCl→электролиз2Na+ClA2↑.

foydalanish kengaydi. Hozirgi vaqtda natriy olishning asosiy usuli elektroliz hisoblanadi.

Natriyni sirkoniy yordamida termik qaytarish yoki natriy azidini termik parchalash orqali ham olish mumkin.

Qo‘llanilishi

Metall natriy tayyorlov kimyosi va sanoatda, jumladan, metallurgiyada kuchli qaytaruvchi sifatida keng qo‘llaniladi. Organik erituvchilarni, masalan, efirniquritish uchun ishlatiladi. Natriy energiya sig‘imi juda yuqori bo‘lgan natriy-oltingugurt akkumulyatorlariishlab chiqarishda ham qo‘llaniladi. Shuningdek, yuk avtomobillari dvigatellarining chiqarish klapanlarida klapan kallagidan issiqlikni olib ketish uchun ishlatiladi. Ba’zan juda katta elektr toklariga mo‘ljallangan o‘tkazgichlar materiali sifatida metall natriy qo‘llanadi.

Kaliy, shuningdek, rubidiy va seziy bilan qotishma holida nihoyatda samarali issiqlik tashuvchi sifatida ishlatiladi. Xususan, tarkibi natriy — 12 %, kaliy — 47 %, seziy bo‘lgan qotishma 41 % nihoyatda past erish haroratiga ega: −78 °C . U ionli raketa dvigatellari uchun ishchi modda va atom energetikasi qurilmalarida issiqlik tashuvchi sifatida taklif etilgan.

Natriy suyuq metall issiqlik tashuvchi sifatida ham ayrim tez neytronli yadro reaktorlaridaqo‘llaniladi. Hozir natriy ishlatiladigan ikkita energetik reaktor faoliyat yuritmoqda: BN-600 va BN-800. Bundan tashqari, BOR-60tadqiqot reaktori ham ishlamoqda. Ko‘p maqsadli ilmiy-tadqiqot reaktori MBIR.

qurilmoqda. Metall natriy yuqori va past bosimli gaz razryadli lampalarda (NLVD va NLND)ham qo‘llaniladi. DNaT turidagi yuqori bosimli natriy yoyli quvursimon lampalar ko‘cha yoritishida juda keng ishlatiladi. Ular yorqin sariq yorug‘lik beradi. DNaT lampalarining xizmat muddati 12—24 ming soatni tashkil etadi. Shu bois DNaT turidagi gaz razryadli lampalar shahar, me’moriy va sanoat yoritishida muhim ahamiyatga ega. DNaS («spektral»), DNaMT (natriy yoyli xira qoplamali), DNaZ (natriy yoyli ko‘zguli), DNaTBR (simobsiz natriy yoyli quvursimon) va DNaB (simobsiz) lampalar ham mavjud. E’tiborlisi, qizib, nominal ish rejimiga chiqqan DNaT lampasining «yondirgichi» (himoya kolbasi ichidagi gaz razryadli quvur) ichidagi bosim (natriy bug‘lari, ba’zan simob bug‘laridan hosil bo‘lgan ionlashgan plazma bosimi; sovuq yondirgich ichida esa deyarli vakuum bo‘lgani uchun uni yoqish osonroq) atmosfera bosimiga yaqin yoki unga teng,

Metall natriy organik moddalarni sifat jihatdan tahlil qilishda ishlatiladi. Natriy bilan tekshirilayotgan moddaning qotishmasi etanolbilan neytrallanadi, bir necha millilitr distillangan suv qo‘shiladi va 3 qismga bo‘linadi. J. Lassen sinovi (1843) azot, oltingugurt va galogenlarni aniqlashga qaratilgan (Beylshteyn sinovi).

Natriy birikmalarining sanoatda qo‘llanilishi

Sanoatda natriy birikmalari keng qo‘llaniladi:

Biologik roli

Natriy makroelementlar qatoriga kiradi va barcha tirik organizmlar tarkibida uchraydi. Yuqori darajada tashkil topgan organizmlarda natriy asosan hujayralararo suyuqlikda (taxminan 15 baravar ko‘p, hujayra sitoplazmasidagiga qaraganda). Bu konsentratsiyalar farqini hujayra membranalariga joylashgan natriy-kaliy nasosiorqali saqlanadi; u natriy ionlarini sitoplazmadan hujayralararo suyuqlikka chiqaradi.

Natriy va kaliy quyidagi vazifalarni bajaradi:

Amerika yurak assotsiatsiyasi ma’lumotlariga ko‘ra, kattalar uchun natriyning eng kam zarur miqdori 500 milligrammdan kam, tavsiya etiladigan miqdori esa kuniga 1500 milligrammgacha (ayrim kasalliklarga chalinganlar va natriyga ehtiyoji yuqori bo‘lgan kasb egalari bundan mustasno). Masalan, osh tuzining 3/4 choy qoshig‘ida 1725 milligramm natriy mavjud. Boshqa ma’lumotlarga ko‘ra, sog‘lom kattalar natriy iste’molini 2300 milligramm bilan, qon bosimi yuqori yoki ayrim boshqa kasalliklari bo‘lganlar esa 1500 milligramm yoki undan kam miqdor bilan cheklashi kerak.

Natriy deyarli barcha oziq-ovqatlarda turli miqdorda uchraydi, biroq uning asosiy qismini organizm osh tuzidan, jumladan konservalar, yarim tayyor mahsulotlar, souslar, kolbasa mahsulotlari va shu kabilardan oladi. Natriy manbalari sifatida quyidagi oziq-ovqat qo‘shimchalari ham xizmat qiladi: natriy glutamat, ichimlik sodasi (natriy gidrokarbonat), natriy nitrit, natriy saxarinat va natriy benzoat. Natriy asosan oshqozon va ingichka ichakda so‘riladi. D vitamini natriyning so‘rilishini yaxshilaydi, ammo haddan tashqari sho‘r va oqsilgaboy ovqatlar uning me’yorida so‘rilishiga xalaqit beradi. Ovqat orqali tushgan natriy miqdori uning siydikdagi miqdori orqali aniqlanadi. Natriyga boy ovqat iste’mol qilinganda uning ajratib chiqarilishi tezlashadi..

Muvozanatli ovqatlanadigan odamda natriy yetishmovchiligi uchramaydi, ammo ochlik davrida ayrim muammolar yuzaga kelishi mumkin. Vaqtinchalik tanqislik siydik haydovchi dorilardan foydalanish, ich ketishi, ko‘p terlash yoki ortiqcha miqdorda suv ichish oqibatida yuzaga kelishi mumkin..

Natriy yetishmovchiligi belgilariga vazn yo‘qotish, qusish, gaz hosil bo‘lishi ning oshqozon-ichak yo‘lida kuzatilishi va aminokislotalar hamda monosaxaridlar so‘rilishining buzilishikiradi. Uzoq davom etadigan tanqislik mushaklarda tirishishlar va nevralgiyani keltirib chiqaradi.

Natriyning ortiqcha bo‘lishi shishlarga (ayniqsa oyoq va yuzda), kaliyning siydik bilan ko‘p chiqishiga, ayrim odamlarning qon bosimi ko‘tarilishiga va organizmda suyuqlik to‘planishiga sabab bo‘ladi. Tuzning buyraklarorqali qayta ishlanishi mumkin bo‘lgan eng ko‘p miqdori taxminan 20—30 gramm; bundan ortig‘i hayot uchun xavflidir.

Natriy izotoplari

2012-yil holatiga ko‘ra, natriyning 20 ta izotopi (massa sonlari 18 dan 37 gacha) va 2 ta yadro izomeri ma’lum. Yagona barqaror izotop — 23Na. Ko‘pchilik izotoplarning yarim yemirilish davri bir daqiqadan qisqa; faqat bitta radioaktiv izotop — 22Na — ning yarim yemirilish davri bir yildan uzun. 22Na izotopi pozitron yemirilishga uchraydi , uning yarim yemirilish davri 2,6027 yil. Undan pozitronlar manbai sifatida va ilmiy tadqiqotlarda foydalaniladi. 24Na izotopining β−-yemirilish kanali bo‘yicha yarim yemirilish davri 15 soat; u tibbiyotda ayrim turdagi leykemiyani tashxislash va davolashda ishlatiladi.

Ehtiyot choralari

NFPA 704 four-colored diamond
4
3
2
NFPA 704 metall natriy uchun

Sof metall natriy yong‘in xavfini tug‘diradi. U havoda o‘z-o‘zidan alangalanishga moyil. Suv va nam yuzalar bilan tegishi ayniqsa xavfli, chunki natriy suv bilan juda faol, ko‘pincha portlash bilan reaksiyaga kirishib, o‘yuvchi ishqor (NaOH) hosil qiladi. Laboratoriyalarda natriyning kichik miqdorlari (taxminan 1 kg gacha) qopqog‘i yopiq shisha idishlarda kerosin, , ligroin, , benzin yoki vazelin moyi qatlami ostida saqlanadi; suyuqlik metallni to‘liq qoplashi kerak. Natriy solingan idish yonmaydigan metall shkaf (seyf)da turishi lozim. Natriy pinset yoki qisqich bilan olinadi, quruq yuzada (shisha idishda) skalpel bilan kesiladi (natriy plastik bo‘lib, pichoq bilan oson kesiladi); kerakli miqdor ajratilgach, qoldiq darhol kerosin ostidagi idishga qaytariladi, kesilgan bo‘lak esa kerosinga solinadi yoki darhol reaksiyaga kiritiladi. Natriy bilan ish boshlashdan oldin mehnatni muhofaza qilish bo‘yicha yo‘riqnoma olish kerak. Natriy bilan birinchi marta ishlayotgan shaxslar bu ishni tajribali xodim nazoratida bajarishi lozim. Odatda laboratoriya sharoitida reaksiyalar uchun bir necha o‘n grammdan ko‘p bo‘lmagan natriy ishlatiladi. Namoyish tajribalarida, masalan, maktab kimyo darslarida ko‘pi bilan bir gramm natriy olish kerak. Metall natriy bilan ishlagach, barcha idishlar va natriy qoldiqlariga suyultirilmagan spirt quyilib, hosil bo‘lgan eritma kislotaning kuchsiz eritmasi bilan neytrallanadi. Barcha natriy qoldiqlari va kesiklari tashlashdan oldin to‘liq neytrallanganiga alohida e’tibor berish kerak, chunki axlat chelagidagi natriy yong‘in, kanalizatsiya quvuriga tushgan natriy esa portlash va quvurning vayron bo‘lishiga sabab bo‘lishi mumkin. Natriy, umuman, ishqorlar va ishqoriy metallar bilan bog‘liq barcha ishlar himoya ko‘zoynagi yoki yuz niqobida bajarilishi kerak. Natriyni uyda saqlash va u bilan tajriba o‘tkazish tavsiya etilmaydi.

Metall natriyning suv yoki ko‘plab organik birikmalar bilan tegishganda alangalanishi, hatto portlashi jiddiy jarohatlar va kuyishlargasabab bo‘lishi mumkin. Metall natriy bo‘lagini yalang qo‘l bilan olishga urinish teri namligi tufayli uning alangalanishiga (ba’zan portlashiga), natriy va hosil bo‘ladigan ishqor ta’sirida esa juda og‘ir kuyishlarga olib kelishi mumkin. Natriy yonganda yemiruvchi xususiyatga ega bo‘lgan aerozol — natriy oksidi, peroksidi va gidroksidi aerozoli hosil bo‘ladi. Natriyning ayrim reaksiyalari juda shiddatli kechadi (masalan, oltingugurt, shuningdek brom bilan).

Adabiyotlar

Havolalar