Натрий в химической науке

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ ЧЕЛЯБИНСКОЙ ОБЛАСТИ

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение

«Златоустовский педагогический колледж»

Реферат по неорганической химии

Натрий в химической науке

Выполнила: Щапова К.В.

Специальность: 44.02.02 начальные классы

Курс 1, группа 112 а

Преподаватель:

Корякина М.Н.

Златоуст 2017

Содержание

Введение

1. Натрий

1.1 Название, история изучения натрия

1.2 Положение в периодической таблице и строение атома

1.3 Характеристика простого вещества

1.4 Характеристика сложных веществ

1.4.1 Оксид натрия

1.4.2 Гидроксид натрия

1.4.3 Соли натрия

1.5 Применение соединений натрия

Заключение

Список использованной литературы

Приложение

Введение

Химия - одна из самых захватывающих наук в нашей жизни. Благодаря этому предмету люди уже открыли и продолжают открывать много нового и интересного. В химии существует множество элементов и их союзов. В данном проекте моя цель изучить натрий, узнать о его соединениях, и о его применении в быту, и промышленности. Так же узнать историю его создания.

1. Натрий

натрий химический атом металл

Натрий - серебристо-белый мягкий металл, на воздухе быстро окисляющийся с поверхности, легко режется ножом. Срез у натрия сразу после разреза имеет яркий металлический блеск, но быстро тускнеет вследствие крайне быстрого окисления металла. Природный элемент состоит из одного стабильного изотопа Na.

1.1 Название, история изучения натрия

В 1807 году, участвуя в конференции, английский химик Хемфри Деви сообщил о своем открытии - получении им двух элементов (калия и натрия) путем обычного электролиза щелочи. Х. Деви дал им свои названия - «потассий» и «содий». Годом позднее, немецкий ученый Людвиг Гильберт предложил их назвать «калий» и «натроний». В дальнейшем название последнего сократилось до «натрий».

В России до середины XIX века его вообще именовали «содием», в дальнейшем - «содь». И только ближе к середине XIX века русский химик Г.И. Гесс ввел название «натрий» в оборот. Открытие 1807 года, по сути, не принесло широкого распространения этим металла, никто не знал, что с ними делать и какую пользу они могут принести. Благодаря этому, натрий считался элементом, предназначенным только для химии.

1.2 Положение химического элемента в периодической таблице и строение атома

Натрий - химический элемент главной подгруппы I группы периодической системы Менделеева. Его атомный номер 11, атомная масса 22,9898. Атом натрия имеет заряд ядра +11. Электронную оболочку атома составляют 11 электронов. На первом электронном слое находится два электрона, на втором -- восемь, а на третьем -- один электрон.

+11 )2 ) 8 )1 ) 1s2 2s2 2p6 3s1

1.3 Характеристика простого вещества

Простое вещество натрий -- металл серебристо-белого цвета, легкий (плотность 0,97 г/см3 -- легче воды), мягкий (легко режется ножом), легкоплавкий (температура плавления 98° C).

При нагревании до 180° С в умеренном количестве кислорода образуется оксид натрия:

4Na + O2 = 2Na2O

Натрий горит на воздухе с образованием пероксида натрия:

2Na + O2 = Na2O2

Натрий хранят под слоем керосина.

Расплавленный натрий в хлоре сгорает с ослепительной вспышкой (можно говорить проще -- реагирует с хлором при нагревании), на стенках сосуда образуется белый налет хлорида натрия:

2Na + Cl2 = 2NaCl

1.4. Характеристика сложных веществ

Натрий взаимодействует:

1) С кислотами:

2Na + 2HCI = 2NaCI +H

В электрохимическом ряду напряжений металлов натрий находится до водорода, поэтому восстанавливает ионы водорода из разбавленных кислот.

Минеральные кислоты образуют с натрием соответствующие растворимые в воде соли, однако по отношению к 98-100%-ной серной кислоте натрий сравнительно инертен.

2) С водой:

2Na + 2HOH = 2NaOH + H2

Натрий реагирует с водой, вытесняя из неё водород (так как является весьма активным металлом, в ряду напряжений стоит намного левее водорода), при обычных условиях, и в результате этой реакции образуется растворимое в воде основание NaOH и выделяется H; реакция может сопровождаться взрывом.

3) Со спиртами:

2C2H5OH + 2Na = 2C2H5ONa + H

При взаимодействии натрия со спиртами водород гидроксила замещается натрием с образованием алкоголятов (этилат натрия).

Известно большое число натрийорганических соединений, которые по химическим свойствам весьма сходны с литийорганическими соединениями, но превосходят их по реакционной способности. Применяют натрийорганические соединения в органическом синтезе, как алкилирующие агенты.

1.4.1 Оксид натрия

Оксид натрия представляет собой бесцветные кристаллы кубической сингонии.

Химические свойства оксида натрия:

1.При нагревании выше 700 градусов разлагается на пероксид натрия и натрий:

2Na2O=Na2O2 + 2Na

2.Энергично взаимодействует с водой с образованием сильнощелочного раствора:

Na2O + H2O=2NaOH

3.Поскольку является основным оксидом, то реагирует с кислотами и кислотными оксидами:

Na2O + CO2=Na2CO3

4.При высокой температуре реагирует с оксидом алюминия:

Na2O + Al2O3 = 2NaAlO

Получение:

1.Один из способов получения оксида натрия основан на разложение пероксида натрия при сильном нагревании:

2Na2O2=2Na2O+O2

2.Также оксид натрия образуется при взаимодействии натрия с гидроксидом натрия:

2Na+2NaOH=2Na2O+H2

3.При термическом разложении карбоната натрия также образуется оксид натрия:

Na2CO3 = Na2O +CO2

1.4.2 Гидроксид натрия

Гидроксид натрия или едкий натр NaOH является очень важным соединением натрия. Его называют также каустической содой или просто каустиком. Для получения едкого натра используют поваренную соль - наиболее дешёвое природное соединение натрия. Эту соль подвергают электролизу, но в этом случае применяют не расплав, а раствор соли. Едкий натр - твёрдое кристаллическое вещество белого цвета, прекрасно растворимое в воде. При растворении едкого натра в воде выделяется большое количество тепла, и раствор сильно разогревается. Едкий натр необходимо хранить в хорошо закупоренных сосудах, чтобы предохранить его от проникновения водяных паров, под действием которых он может сильно увлажниться, а также оксида углерода (IV), под действием которого едкий натр может постепенно превратиться в карбонат натрия:

2NaOH + CO2 = Na2CO3 +H2O

1.4.3 Соли натрия

Натрий образует соли со всеми кислотами. Характерная особенность этих солей - хорошая растворимость в воде, поэтому доступных качественных реакций на ионы этого элемента нет. Наличие в соединении даже ничтожно малого количества ионов натрия определяют путем внесения этого соединения в бесцветное пламя: в случае натрия пламя окрашивается в желтый цвет. Натрий образует средние, кислые, двойные и комплексные соли. Большинство средних солей натрия - термически устойчивые вещества и разлагаются только при очень высоких температурах. При умеренном нагревании разлагаются только соли галогенсодержащих оксокислот, нитраты и некоторые другие соединения:

NaClO4=NaCl+2O2

2NaNO3=2NaNO2+O2

Из солей наибольшее значение имеет хлорид натрия - NaCl - поваренная соль. Это необходимая составная часть пищи, консервант, сырье для химической промышленности. Из него получают гидроксид натрия, питьевую соду (NaHCO3), соду (Na2CO3) и многие другие соединения натрия. NaNO3 - нитрат натрия, натриевая или чилийская селитра - используется как минеральное удобрение. Соли калия - необходимые минеральные удобрения. Na2SiO3 - силикат натрия - используется в производстве стекла.

1.5 Применение соединений натрия

Натрий используется как теплоноситель, а в сплаве с калием -- в атомной энергетике в ядерных установках. Как восстановитель применяется для получения тугоплавких металлов (титана, циркония и др.), в качестве катализатора -- в органическом синтезе и при получении синтетического каучука.

Широкое применение находят и другие соединения натрия:

-- пероксид натрия Na2O2 -- для отбелки шерсти, тканей, шелка и др.;

-- гидроксид натрия NаОН -- один из наиболее важных продуктов химической

промышленности: используется для очистки продуктов переработки нефти, для производства искусственного волокна, в мыловаренной, бумажной, текстильной и других отраслях промышленности.

Натрий со всеми кислотами образует соли, которые используются в жизни человека и во всех отраслях промышленности:

-- сода кальцинированная (карбонат натрия Nа2СО3) и питьевая (бикарбонат натрия NаНСОз) -- основные продукты химической промышленности;

-- бромид натрия NаВг -- используется в медицине и в фотографии;

-- фторид натрия NаF -- в сельском хозяйстве, для обработки древесины, в производстве эмалей и др.;

-- хлорид натрия NаСl (поваренная соль) -- в технике, медицине, в пищевой

промышленности, для производства соды, едкого натра и др.;

-- дихромат натрия Na2Cr2O7 -- как дубильное вещество и сильный окислитель (хромовую смесь -- раствор дихромата натрия и концентрированной серной кислоты -- используют для мытья лабораторной посуды);

-- нитрат натрия NaNO3 (натриевая селитра) -- в качестве азотного удобрения;

-- силикат натрия NaSiO3 -- растворимое стекло;

-- сульфат натрия Na2SO4 -- в стекольной, кожевенной, мыловаренной, текстильной, целлюлозно-бумажной промышленности;

-- сульфит натрия Na2SO4 и тиосульфат натрия Na2SO3 -- в медицине и фотографии и т.д.

Заключение

В заключение хотелось бы сказать о важности натрия в нашей жизни. Он используется в быту, науке, медицине и ещё многих отраслях. В данном проекте я рассмотрела историю создания натрия, так же узнала с какими веществами взаимодействует натрий.

Список использованной литературы

1. Ситтиг, М., Натрий, его производство, свойства и применение, [Текст] пер. с англ.,1961

2. Электронный ресурс: http://geo-storm.ru/dosug-i-otdykh/udivitelnoe/kak-otkryli-natrijj/ [Текст]

3. Электронный ресурс: http://allmetalls.ru/na_2.html, [Текст]

Размещено на Allbest.ru