Natriy haqida malumotlar

Natriy haqida malumotlar

Natriy (Na, lat. Natrium) – birinchi guruhning kimyoviy elementi, davriy davriy tizimning uchinchi davri, atom raqami 11. Oddiy modda shaklida kumush rangli yumshoq  metalldir. Tashqi energiya qavatida natriy bir elektronga ega bo’lib, u osonlik bilan elektroni berub, musbat zaryadlangan Na ⁺ katyoniga aylanadi.

Natriy
← Kislorod | Vodorod →
Oddiy moddaning ko’rinishi Kumushsimon-oq rangli yumshoq metall
Atom xossalari
Nomi, belgi, raqami ——————-→ Natriy / Natrium (Na), 11
Atom massasi ——————-→ 22,9897692 m.a.b. (g/mol)
Elektron konfiguratsiyasi ——————-→Ne] 3s1,1s22s22p63s1
Atom radiusi ——————-→ 190 pm
Kimyoviy xossalari
Kovalent radius ——————-→ 154 pm
Ion radiusi ——————-→ 97 (+1e)  pm
Elektrmanfiyligi ——————-→ 0.93 (poling shkalasi bo‘yicha)
Oksidlanish darajasi ——————-→ 1( alkaloidlarda); 0; +1 (ko’p uchraydigan)
Ionlanish energiyasi ——————-→  495,6  kJ/mol; (5.14 eV)
Oddiy moddaning termodinamik xususiyatlari
Termodinamik faza ——————-→ Qattiq modda
Zichlik ( n.sh. da ) ——————-→ 0,971 g / sm³
Erish harorati ——————-→ 370,96 К; 97,81 °C
Qaynatish harorati ——————-→ 1156,1 К; 882,95 °C
Solishtirma erish issiqligi ——————-→ 2,64 kJ/mol;
Solishtirma buglanish issiqligi ——————-→ 97.9 kJ/mol;
Molyar issiqlikgi ——————-→ 28,23 kJ/(K∙mol);
Molyar hajmi ——————-→ 23,7  mol/sm3;
Oddiy moddaning kristall panjarasi
Panjara tuzilishi ——————-→ Kubsimon
Panjara parametrlari ——————-→ 4,2820 Å
Debay harorati ——————-→ 150  K
Boshqa xususiyatlar
Issiqlik o’tkazuvchanligi ——————-→(300 K) 142,0 Vt / (m · K)
CAS raqami ——————-→ 7440-23-5
Emissiya spektri

Yagona  barqaror tabiiy izotopiga ²³Na ega.

Tabiatda erkin shaklda uchramaydi, ammo uni turli birikmalardan olish mumkin. Natriy – er qobig’idagi tarqalish bo’yicha oltinchi o’rinda turadi Dala shpatlari , sodalit va tosh tuzi ( galit , natriy xlorid ) kabi ko’plab minerallarda mavjud . 

Natriyning kashf etilish tarixi va nomining kelib chiqishi

Natriy birikmalari qadim zamonlardan beri ma’lum va ishlatilgan. Biblii kitobning qadimgi yunon tarjimasida  — νίτρον so’z keltirilgan (Lotincha tarjimasida — νίτρον-bu nitroet so’ziga mos keladi) soda yoki kaliy kabi moddalar nomi bo’lib, u yog ‘ bilan aralashtirib yuvish  vositasi sifatida xizmat qilagan. Tanaxda νίτros so’zi boshqasiga to’g’ri keladi. Soda (natron) Misrda natron ko’llarining suvlarida tabiiy uchraydi. Qadimgi misrliklar tabiiy sodani, tuvalni oqartirish, oziq-ovqat tayyorlash, bo’yoqlar va sirlar ishlab chiqarish uchun ishlatilgan. Oqsoqol Plinining yozishicha, Nil deltasida soda (tarkibida etarli miqdordagi aralashmalar bo’lgan) daryo suvidan ajratilgan. U katta bo’laklarda sotuvga chiqdi,ko’mir aralashganligi sababli, kulrang yoki hatto qora rangga bo’yalgan.

«Natriy» nomi lotin tilidagi natrium so’zidan kelib chiqqan ( qadimgi yunoncha νίτρον ), O’rta Misr tilidan olingan (nṯr), bu erda boshqa narsalar ifodalaydi: «soda», «kostik soda» ni.

«Na» qisqartmasi va natrium so’zi birinchi marta akademik, Shvetsiya shifokorlar jamiyati asoschisi Yons Yakob Berzelius (1779-1848) tomonidan soda tarkibiga kiradigan tabiiy mineral tuzlarni belgilashda ishlatilgan. Ilgari (hanuzgacha ingliz, frantsuz va boshqa bir qator tillarda) bu element natriy deb nomlangan ( lot.  sodium) – bu natriy nomi , ehtimol arabcha «bosh og’rig’i» degan ma’noni anglatuvchi  suda  so’zidan kelib chiqqan , chunki soda shu paytgacha bosh og’rig’iga dori sifatida ishlatilgan.

Metall natriyni birinchi marta ingliz kimyogari Xamfri Devi natriy gidroksidi eritmasini elektroliz qilish yo’li bilan olgan . Davi bu xabarni 19 noyabr kuni 1807 yilda Beyker ma’ruza aytgan  (boshqa qo’lyozmada, Davi  6 oktyabrda, 1807 yilda  kaliy kashf deb ko’rsatilgan va natriyni esa bir necha kun  keyin  ).

Tabiatda uchrashi

Yer qobig’idagi natriy Klark 25 kg/T tashkil qiladi. Dengiz suvi tarkibida— 10,5 g/l bo’ladi. Metall natriyning atomlari tosh tuzini ko’k rangga bo’yaladigan aralashma sifatida kiritildi. Tuzning bu rangi radiatsiya ta’siri ostida bo’ladi.

Olinishi

Natriy ishlab chiqarishning birinchi sanoat usuli bu natriy karbonatini ko’mir bilan   aralashmasini temir idishda 1000 ° C gacha qizdirib, qaytarish  reaktsiyasi edi ( Devil usuli ).

Na₂CO₃ + 2C → 2Na + CO

Ko’mir o’rniga kaltsiy karbid, alyuminiy, kremniy, ferrosilikon, alyuminiy kremniy ishlatilishi mumkin . Elektr energetikasi paydo bo’lishi bilan natriyni ishlab chiqarishning yana bir usuli paydo bo’ldi- eritilgan natriy gidroksidi yoki natriy xloridning elektrolizi:

4NaOH → 4Na + H₂O + O₂

2NaCl → 2Na + Cl₂

Hozirgi vaqtda elektroliz natriy ishlab chiqarishning asosiy usuli hisoblanadi. Natriyni zirkonyum termal usuli yoki natriy azidning termik parchalanishi bilan ham olish mumkin.

                            Fizik xossalari 

Natriy kumush-oq rangli metall bo’lib, ingichka qatlamlarda binafsha rang ega, plastik kabi, juda yumshoq (pichoq bilan osonlik bilan kesilgan), yangi kesilgan natriy yaltilaydi.

Natriyning elektr o’tkazuvchanligi va  issiqlik o’tkazuvchanligi juda yuqori, zichlik 0,96842 g/sm3 (19,7 °C da), erish harorati 97,86 ° C, qaynash harorati 883,15 ° C.

Xona haroratida natriy kub tizimining kristallarini hosil qiladi , fazoviy guruh I m3m , panjara parametrlari  a = 0,42820 nm , Z = 2 .

 -268 ° C (5 K) haroratda  natriy  gegsanal fazaga o’tadi , fazoviy guruh P 6 ₃ / MMC , panjara parametrlarni bir = 0,3767 nm , C = 0,6154 nm , Z = 2 .

Kimyoviy xossalari

Ishqoriy metall osongina natriy oksidigacha havoda oksidlanadi shuning uchun kislorodidan himoya qilish uchun  natriy metalli kerosin  ostida saqlanadi.

4Na + O₂ → 2Na₂O

havoda yoki kislorodda yonayotganda natriy peroksid hosil bo’ladi:

2Na + O₂ → Na₂O₂

Bundan tashqari, natriy ozonidi NaO₃ mavjud.

Suv bilan natriy juda tez reaksiyaga kirishadi, suvga joylashtirilgan natriy parchasi suzadi, chunki chiqadigan issiqlik hisobiga suzadi, suv yuzasi  bo’ylab turli yo’nalishlarda tez harakatlanadigan oq to’pga aylanadi, reaktsiya vodorod chiqishi bilan birga keladi, bu esa yonishga olib kelishi mumkin. Reaksiya tenglamasi:

2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂

Barcha gidroksidi metallar singari, natriy kuchli qaytaruvchi moddadir va ko’plab metallmas moddalar bilan ( azot , yod , uglerod , inert gazlar bundan mustasno) tasirlashadi.

2Na + CL₂ → 2NaCl

2Na + H₂ → 2NaH

Natriy  litiydan faolroqdir. Azot bilan  juda yomon reaksiyaga reakdiyaga kirishadi va  juda beqaror modda hosil qilida –  natriy nitrid (osonlikcha hosil bo’lgan lityiy nitritdan farqli o’laroq).

6Na + N₂ →2Na₃N

U oddiy metall singari suyultirilgan kislotalar bilan o’zaro ta’sir qiladi:

2Na + 2HCl_(suy) → 2NaCl + H₂

Konsentrlangan oksidlovchi kislotalar bilan qaytarilish mahsulotlari chiqariladi:

8Na + 10HNO_3(kon) → 8NaNO₃ + NH₄NO₃ + 3H₂O

8Na + 5H₂SO_4(kon) → 4Na₂SO₄ +H₂S + 4H₂O

Suyuq ammiakda eriydi va ko’k rangli eritma hosil qiladi:

Na + 4NH₃ → Na(NH₃)₄

Isitganda gazli ammiak bilan reaksiyaga kirishadi:

2Na + 2NH₃ →2NaNH₂ + H₂

Natriy simob bilan birga amalgama hosil qiladi, u yumshoq qaytaruvchi sifatida ishlatiladi.  Kaliy bilan eritilganda u suyuq qotishma beradi.

Ortiqcha natriy alkilgalogenidlar bilan natriyorganik birikmalar hosil qilishi mumkin- juda faol moddalar, yani havoda o’z o’zidan yoni ketadiga yoki suvda portlaydigan moddalar.

Agar metall kam bo’lsa virus raksiyasi bo’yicha ketadi.

Natriy  spirtlar, fenolar va karbon kislotalar bilan reaksiyaga kirishib tuzlarni hosil qiladi.

Natriy kraun-efirida organik erituvchilar ishtirokida eriydi.

Ishlatilishi

Natriy metall   kimyo  sanoatida, shu jumladan metallurgiyada kuchli qaytaruvchi  sifatida keng qo’llaniladi. Organik erituvchilarni, masalan, eferlar quritish uchun ishlatiladi.Natriy yuqori energiya talab qiladigan natriy-oltingugurtli batareyalar ishlab chiqarishda qo’llaniladi . Bundan tashqari, u yuk tashuvchi dvigatellarning egzoz klapanlarida suyuqlikni sovutgich sifatida ishlatiladi. Ba’zan  natriy juda yuqori oqimlarga mo’ljallangan elektr simlari uchun material sifatida ishlatiladi.

Kaliy bilan qotishmalar, shuningdek rubidiy va seziy bilan yuqori samarali issiqlik tashuvchisi sifatida ishlatiladi. Xususan, natriy qotishma tarkibi 12%, kaliy 47%, sezyum 41% rekord darajadagi erish nuqtasi -78 ° C bor,   u atom elektr qurilmalar uchun siisqlik tashuvchi va ionli raketa dvigatellar ishchi qisim sifatida taklif etildi.

Organik moddalarni sifatli tahlil qilishda  natriy ishlatiladi. Natriy va tekshirilayotgan moddaning qotishmasi etanol bilan neytralanadi , unga bir necha mililitr distillangan suv qo’shilib, 3 qismga bo’linadi, J. Lassen (1843) sinovi, azot, oltingugurt va galogenlarni aniqlashga yo’naltiriladi.

Natriy xlorid (NaCl) ( osh tuzi )  eng qadimgi xushbo’ylashtiruvchi va konservalovchi vosita hisoblanadi.

Natriy azid (NaN₃ ) metallurgiyada va qo’rg’oshin azidini ishlab chiqarishda nitratlovchi vosita sifatida ishlatiladi .

Natriy siyanid (NaCN) gidrometallurgik usulda oltinni toshlardan eritib olishda, shuningdek po’latni nitrokarburizatsiyalashda va galvanatexmikada (kumush, oltin) ishlatiladi.

Natriy xlorat (NaClO₃ ) temir yo’l yo’llarida keraksiz o’simlikNatriyning  izotoplari

2012-yilda  massa sonlari 18 dan 37 gacha bo’lgan 20 ta izotop va 2 yadroli natriy izomerlari ma’lum . Yagona barqaror izotop ²³Na ni tashkil qiladi. Aksariyat izotoplarning yarim yemirilish davri bir daqiqadan kam, faqat bitta radioaktiv izotop – ²²Na – yarim yemirilish vaqti bir yildan ko’proq vaqtga ega.

²²Na 2.66027 yilda pozitron parchalanishga uchraydi, shuni uchun uni pozitron manbasi sifatida ilmiy tekshirishda ishlatiladi.

Biologik roli

Natriy barcha tirik organizmlarning bir qismidir. Yuqori darajadagi organizmlarda natriy asosan hujayralararo  suyuqlikda ( hujayra sitoplazmasiga qaraganda taxminan 15 baravar ko’p) uchraydi . Konsentratsiya farqi hujayra membranalariga o’rnatilgan natriy-kaliyli nasos yordamida saqlanib qoladi , u natriy ionlarini sitoplazmadan hujayralararo suyuqlikka haydaydi.

Kaliy bilan birgalikda natriy quyidagi funktsiyalarni bajaradi:

Membran potentsiali va mushaklarning qisqarishini rivojlantirish uchun sharoit yaratish .

Qonning ozmotik konsentratsiyasini saqlash.

Kislota-ishqor muvozanatini  saqlash.

Suv muvozanatini normallashtirish.

Membranani tashishni ta’minlash.

Ko’p fermentlarni faollashishi .

Kattalar uchun, Amerika  assotsiatsiyasi ma’lumotlariga ko’ra, talab qilinadigan minimal doz 500 milligrammdan kam, tavsiya etilgan doz kuniga 1500 milligrammgacha (ma’lum kasalliklarga chalingan bemorlar va natriy miqdorini ko’paytirishni talab qiladigan kasb vakillari bundan mustasno). Osh tuzi shaklida ¾ choy qoshig’ida 1725 milligramm natriy bor. Boshqa manbalarga ko’ra, sog’lom kattalar  uchun natriy iste’molini 2300 milligrammgacha, qon bosimi va boshqa bir qator boshqa kasalliklarga chalingan odamlar natriy iste’molini 1500 yoki undan kam miqdorda cheklashlari kerak.

Natriy deyarli barcha oziq-ovqat mahsulotlarida har xil miqdorda bo’ladi, ammo organizm ko’p qismini osh tuzidan , shu qatorda konservalar, yarim tayyor mahsulotlar, souslar, kolbasalar va boshqalar oladi.  Glyutamat monosodyum kabi oziq-ovqat qo’shimchalari ham natriy, soda (natriy gidrokarbonat), natriy nitrit, natriy saxarinat va natriy benzoat manbai hisoblanadi. . Absorbsiya asosan oshqozon va ingichka ichakda bo’ladi . D vitamini natriyning so’rilishini yaxshilaydi, ammo juda sho’r va oqsilga boy ovqatlar normal so’rilishiga to’sqinlik qiladi. Ovqat bilan iste’mol qilingan natriy miqdori siydikdagi natriy miqdorini ko’rsatadi . Natriyga boy ovqatlar  ajralishni tezlashtirilishi bilan ajralib turadi.

To’g’ri  ovqatlanishda  odamda natriy etishmovchiligi paydo bo’lmaydi, ammo ro’za paytida ba’zi muammolar paydo bo’lishi mumkin. Vaqtinchalik etishmovchilik diuretiklarni , diareya , ko’p terlash yoki ortiqcha suv iste’mol qilishdan kelib chiqishi mumkin.

Natriy etishmovchiligining belgilari vazn yo’qotish, qusish, oshqozon-ichak traktida gazlarning shakllanishi va aminokislotalar va monosaxaridlarning so’rilishini buzishga olib keladi. Uzoq muddatli etishmovchilik mushaklarning kramplari va nevralgiyaga olib keladi.

Ortiqcha natriy oyoq va yuzlarda shishiyga, siydikda kaliyning ko’payishiga olib keladi, ba’zi odamlar yuqori qon bosimi va suyuqlik to’planishi mumkin. Buyraklar tomonidan qayta ishlanishi mumkin bo’lgan maksimal tuz miqdori 20-30 grammga teng, ko’proq hayot uchun xavflidir.

Ehtiyot choralari

Sof metall natriy yonuvchan. Havoda, o’z-o’zidan yonishga moyil. Suv va ho’l yuzalar bilan aloqa qilish ayniqsa xavflidir, chunki natriy suv bilan juda shiddadli reaksiyaga kirishadi, ko’pincha portlash bilan  gidroksidi hosil qiladi ( NaOH)). Laboratoriyalarda oz miqdordagi natriy (taxminan 1 kg gacha) yopiq shisha idishlarda kerosin, nafta, benzin yoki neft   ostida saqlanadi, shunda suyuqlik qatlami barcha metallarni qoplaydi. Natriyni metall yong’inga chidamli shkafda (seyfda) saqlash kerak. Natriy pinset yoki forseps bilan olinadi, skalpel bilan kesiladi (natriy plastik va uni pichoq bilan osonlikcha kesib olish mumkin) quruq yuzaga (stol ustiga emas, balki shisha stakanga); kerakli miqdor va qoldiq zudlik bilan kerosin qatlami ostidagi idishga qaytariladi va kesilgan qism kerosinga joylashtiriladi yoki darhol reaksiyaga kirishadi. Natriy bilan ishlashni boshlashdan oldin, ishlash xavfsizligi bo’yicha brifingdan o’tish kerak. Natriy ishiga yangi kelganlar ushbu ishni ushbu ishda tajribaga ega bo’lgan xodimlar nazorati ostida bajarishlari kerak. Odatda laboratoriya sharoitida reaktsiyalar uchun bir necha o’n grammdan oshmaydigan natriy miqdori ishlatiladi. Namoyish tajribalari uchun, masalan, maktabda kimyo darslarida siz bir grammdan ko’p natriy olishingiz kerak. Metall natriy bilan ishlagandan so’ng barcha idishlar va natriy qoldiqlari suyultirilmagan spirt bilan va hosil bo’lgan eritma kuchsiz kislota eritmasi bilan zararsizlantiriladi. Barcha natriy qoldiqlari   oldin to’liq zararsizlantirilishini ta’minlash uchun alohida e’tibor berilishi kerak, chunki axlat tarkibidagi natriy yong’in chiqishiga,  kanalizatsiyasida esa portlash va trubaning yorilishiga olib kelishi mumkin. Natriy bilan, shuningdek gidroksidi va umuman gidroksidi metallar bilan ishlash barcha ko’zoynaklar yoki himoya niqob bilan bajarilishi kerak. Natriyni uyda saqlash va u bilan biron bir tajriba o’tkazish tavsiya etilmaydi.