№11 Натрий
…
Нахождение в природе, получение:
В природе щелочные металлы в свободном виде не встречаются. Натрий входит в состав различных соединений. Наиболее важным является соединение натрия с хлором NaCl, которое образует залежи каменной соли (Донбасс, Соликамск, Соль-Илецк и др.). Хлорид натрия содержится также в морской воде и соляных источниках.
Натрий относится к числу распространенных элементов. Содержание натрия в земной коре составляет 2,64%.
Получают электролизом расплавленного хлорида натрия или гидроксида натрия. Применяется также и восстановление его оксидов, хлоридов, карбонатов алюминием, кремнием, кальцием, магнием при нагревании в вакууме.
Физические свойства:
Натрий – серебристо-белый металл, его плотность – 0,97 г/см3, очень мягкий, легко режется ножом. Между атомами металлическая связь. Для вещества с такой связью характерны металлический блеск, пластичность, мягкость, хорошая электрическая проводимость и теплопроводность.
Химические свойства:
Атом натрия при химическом взаимодействии легко отдает валентные электроны, переходя в положительно заряженный ион. На воздухе быстро окисляется, поэтому его хранят под слоем керосина.
При сгорании в избытке кислорода образует пероксид натрия, Na2O2
С водородом при нагревании образует гидрид Na + H2 = 2NaH Легко взаимодействует со многим неметаллами – галогенами, серой, фосфором и др.
Бурно реагирует с водой: 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2
Важнейшие соединения:
Оксид натрия, Na2O (бесцветный), … …
Пероксид натрия, Na2O2 (желтый) кристаллическое вещество с ионной решеткой, взаимодействует с влажным углекислым газом воздуха, выделяя кислород: 2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2
Гидроксид натрия, NaOH – кристаллическое белое вещество, сравнительно легкоплавкое, термически очень устойчиво. При нагревании испаряется без потери воды. Хорошо растворяется в воде, в спиртах.
Галогениды натрия, бесцветные кристаллические вещества, хорошо растворимы в воде, за исключением NaF. Для них характерны восстановительные свойства.
Сульфид натрия, – Na2S. Бесцветное кристаллическое вещество с ионной решеткой. Хорошо растворимо в воде, является сильным восстановителем.
Соли, все соли хорошо растворимы, являются сильными электролитами.
Гидрид натрия, NaH – бесцветное кристаллическое вещество с кристаллической решеткой типа NaCl, анионом является H -. Получают пропусканием водорода над расплавленными металлом. Подвергается термической диссоциации не плавясь, легко разлагаются водой:
2NaH = 2Na + H2
NaH + H2O = NaOH + H2
Применение:
Соединения натрия – важнейшие компоненты химических производств. Используются в мыловарении, производстве стекла, средств бытовой химии. Натрий важен для большинства форм жизни, включая человека. В живых организмах ионы натрия вместе с ионами калия выполняют функцию передатчиков нервного импульса. Также его ионы играют важную роль в поддержании водного режима организма.
Бондарева Мария Александровна
ХФ ТюмГУ, 561 группа.
Микроэлементы. Натрий
03.02.2017
Физиологическая роль микроэлемента. Натрий (Na) – это мягкий, белый металл, который легко окисляется на влажном воздухе, поэтому в природе находится только в связанном виде. Натрий составляет 2,63% общего количества элементов, входящих в состав доступной части земной коры.
Он широко распространен в биосфере Земли и встречается повсеместно: в почвообразующих горных породах, в поверхностных и грунтовых подземных водах. Особенно высокая концентрация натрия в морской воде.
Подавляющее большинство его химических соединений (хлориды, сульфаты) относятся к легкорастворимым, поэтому обладают высоким показателем доступности для всех растений.
Натрий – элемент, который входит в группу условно необходимых для растений микроэлементов, его содержание в них составляет в среднем 0,02%. Натрий участвует в транспортировке полезных веществ через клеточные мембраны, являясь одним из компонентов т.н. натрий-калиевого насоса. Кроме того, он регулирует доставку углеводов в растениях.
Натрий способен активизировать некоторые ферменты, но механизм этого воздействия не изучен полностью. Отмечено, что при хорошей обеспеченности культур натрием повышается их зимостойкость. Недостаток элемента способствует ухудшению образования хлорофилла. Возможно также появление хлороза и некроза в листьях растений, замедление развития цветов.
По своим физиологическим и химическим свойствам натрий близок к калию, но если калий способен почти полностью заменить натрий, то сам он натрием не заменяется.
Анализ химического состава растений показал, что количество натрия в культурах приблизительно равно количеству калия, поэтому следует признать натрий таким же полноправным микроэлементом как калий, кальций, сера, фосфор, азот и магний.
Содержание натрия в растениях. Различные виды культур по-разному реагируют на этот микроэлемент. Одни растения могут поглощать натрий в значительных количествах, другие практически не испытывают в нем потребности. Например, шпинат относят к натриефилам.
Он очень хорошо реагирует на присутствие натрия в почве. Благодаря этому элементу улучшается водно-солевой обмен в этой культуре. Хлорид натрия является компонентом клеточного сока растений, поэтому он поглощается растениями в больших количествах.
Замечено, что томаты тоже хорошо реагируют на натрийсодержащие соединения, но все же их потребность в натрии несколько ниже. Растения, которые практически не нуждаются в этом микроэлементе, называются натриефобами. К ним относятся бобовые.
Интересно, что у этих культур строго ограничивается поступление содержащегося в корнях натрия в надземную часть растений.
Количество натрия в растениях находится в пределах 0,001 – 4% (от сухой массы).
Среди полевых культур, содержащих наибольшее количество этого микроэлемента, можно выделить все виды свеклы (сахарную, кормовую и столовую), кормовую морковь, турнепс, люцерну, капусту и цикорий.
С урожаем кормовой свеклы из грунта выносится натрия до 300 кг/га. Для сахарной этот показатель несколько меньше – до 170 кг/га.
Содержание натрия в почвах. Важным фактором, влияющим на плодородие почв, является их химический состав. Валовое содержание натрия в почвах составляет 1,3%. Основные его запасы представлены различными силикатными труднорастворимыми минералами, – он сосредоточен преимущественно в кристаллических решетках первичных минералов (разновидности натрийсодержащих полевых шпатов, слюды и др.
). В обменном состоянии в почвенном растворе натрий входит в состав водорастворимых солей (карбонат натрия, гидрокарбонат натрия, сульфат натрия, хлорид натрия, нитрат натрия). Благодаря высокой растворимости и подвижности натрий легко выносится из почв при условии достаточной влажности. В случае засушливых климатических условий этот элемент накапливается в грунте, вызывая его засоление.
По количеству поглощенного натрия почвы подразделяют на несолонцеватые (не более 3 – 5% натрия), слабосолонцеватые (5 – 10%), солонцеватые (10 – 20%) и солонцы (более 20%).
Если количество натрия в обменном состоянии превышает 5 мг/100г, происходит сильное измельчение почвы, что приводит к разрушению ее структуры и находящихся в ней элементов.
Это приводит к тому, что питательные вещества легко вымываются (выветриваются) или не усваиваются растениями по причине токсичности натриевых солей.
Методы регулирования засоления грунтов. Засоление почв связано с повышенным содержанием в них натрия. В зависи