» » Свойства и применение натрия
28.04.2015

Натрий — химический элемент первой группы периодической системы элементов Д.И. Менделеева подгруппы так называемых щелочных металлов; порядковый номер его 11, атомный вес 22,997. Известно шесть естественных изотопов натрия с атомными весами от 20 до 25, из которых только Na23 не радиоактивен.
Температура плавления натрия 97,6°, температура кипения 880°; атомный объем 23,7 см3/г*атом; уд. вес при 0° 0,972, при 97,6° 0,929, при 880° 0,741 г/сл3; удельная теплоемкость в твердом состоянии при 0° 0,293, при 97,6° 0,327, в жидком состоянии при 97,6° 0,334 кал; пары натрия одноатомны и имеют теплоемкость 0,217 кал; скрытая теплота плавления 27,21 кал/г, испарения 1100 ккал/г; удельная электропроводность 23,3*104в мо*см Нормальный электродный потенциал натрия по отношению к водороду, полученный косвенным путем, составляет 2,71 в; электрохимический эквивалент 0,858 г/а*ч. Коэффициент линейного расширения натрия 71*10в-6. Поверхностное натяжение при 100° в вакууме 222,6 дн/см.
Натрий кристаллизуется в кубической системе, на воздухе быстро окисляется, а при нагревании сгорает с образованием перекиси натрия; бурно реагирует с водой, образуя едкую щелочь и водород. При 360° натрий соединяется с водородом, образуя гидрид (который в вакууме при 400° разлагается с выделением водорода). При смешении и растирании с серой реакция образования сульфида натрия протекает со взрывом. Галоиды, особенно фтор и хлор, энергично соединяются с натрием, а нитриды и карбиды натрия получить трудно. Во всех своих соединениях натрий одновалентен.
В природе Na встречается в виде хлористого натрия (NaCl), сильвинита (NaCl + KCl) и мирабилита (Na2SО4*10H2O). Содержание натрия в земной коре 2,8%.
Металлический натрий впервые получил Г. Деви b 1807 г. Влажный едкий натр подвергался электролизу с ртутным катодом, а затем из образующегося сплава натрий — ртуть отгонялась ртуть.
Сен Клер Девиль предложил химический способ получения натрия по реакции
Na2CO3 + 2С = 2Na + 3СО.

Позднее он рекомендовал добавлять в шихту карбид железа. По способам С.К. Девиля металлический натрий получали с 1860 до 1890 г., применяя его главным образом для производства металлического алюминия химическим методом.
В настоящее время металлический натрий находит широкое применение в различных отраслях промышленности.
Химическая промышленность широко использует металлический натрий для производства синтетического натрий-дивинилового каучука, натриесвинцового сплава, тетраэтилсвинца и этиловой жидкости, ацетоуксусного эфира, болеутоляющих и снотворных препаратов (люминала, веронала), сульфопиридина, азидов, применяемых в военной технике, пластификатов, для синтеза душистых веществ, алкоголятов, регенеративных веществ, ядохимикатов (гранозана), перекиси натрия, в процессе синтеза индиго и производства полупродуктов для химикатов цветного кино.
В металлургии натрий применяется для изготовления натрийкальциевых баббитов, в качестве энергичного восстановителя при получении тугоплавких редких металлов, при получении металлического калия, как модификатор силумина и ряда других сплавов. В последнее время выявлены преимущества металлического натрия перед магнием как восстановителя тетрахлорида титана.
Металлический натрий в ряде случаев может быть применен в качестве топлива, а при заключении в стальные трубы — в качестве проводника электрического тока. В установках по использованию атомной энергии натрий в чистом виде или в сплаве с калием применяется как теплоноситель при температурах 400-800°. В США на второй подводной лодке с атомным двигателем применен в качестве теплоносителя натрий. Для атомной станции мощностью 150 мгвт требуется 2500 т металлического натрия.
Ценные свойства металлического натрия и все возрастающая потребность в этом металле заставляют уделять значительное внимание усовершенствованию существующих и изысканию новых способов его производства (электролитических и термических).