Натриумот е многу реактивен метал кој реагира со многу супстанции. Реакциите кои вклучуваат натриум може да се појават насилно и да произведат значителна топлина. Во овој случај, често се случува палење, па дури и експлозија. За безбедно да се работи со натриум, неопходно е да се има јасно разбирање за неговите физички и хемиски својства.
Натриумот е лесен (густина 0,97 g/cm3), мек и топлив (топење 97,86°C) метал. Неговата цврстина наликува на парафин или сапун. Во воздухот, натриумот оксидира многу брзо, станува покриен со сива фолија, која се состои од Na2O2 пероксид и карбонат, па натриумот се складира во добро затворени тегли под слој од безводен керозин или масло.
Парче натриум со потребната големина се отсекува без да се отстрани металот од керозинот, со помош на нож или скалпел. Натриумот се отстранува од теглата со пинцета. Сите алатки мора да бидат суви! По ова, натриумот се ослободува од остатоците од керозин со помош на филтер-хартија. Во некои случаи, металот се чисти со скалпел за да се отстрани слојот од пероксид, бидејќи контактот на пероксид со свежа површина на натриум може да доведе до експлозија. Натриумот не треба да се ракува со рака. Остатоците од натриум се спојуваат со тивок оган под слој од керозин.
Во никој случај не треба да се мијат садовите што содржат натриум со вода - тоа може да доведе до експлозија со трагични последици. Остатоците од натриум се елиминираат со додавање алкохол, само тогаш може да се користи вода.
Неопходно е да се носат заштитни очила при работа со натриум. Никогаш не заборавај со што си имаш работа - може да се случи експлозија во најнеочекуваниот и најнеповолниот момент и треба да се подготвиш за тоа.
Реакција на натриум со вода
Наполнете го кристализаторот 3/4 со вода и додадете неколку капки фенолфталеин во него. Истурете парче натриум со големина на половина грашок во кристализаторот. Натриумот ќе остане на површината бидејќи е полесен од водата. Парчето ќе почне активно да реагира со вода, ослободувајќи водород. Од топлината на реакцијата, металот ќе се стопи и ќе се претвори во сребрена капка која активно ќе тече по површината на водата. Во исто време се слуша звук на шушкање. Понекогаш водородот што се ослободува свети со жолт пламен. Оваа боја му ја дава натриумовата пареа. Ако не дојде до палење, водородот може да се запали. Сепак, се гасат парчиња натриум помали од зрно пченица.
Како резултат на реакцијата се формира алкал, кој делува на фенолфталеинот, па парче натриум зад себе остава трага од малина. На крајот од експериментот, речиси целата вода во кристализаторот ќе стане темноцрвена.
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2
Ѕидовите на кристализаторот мора да бидат без маснотии и други загадувачи. Доколку е потребно, тие се мијат со алкален раствор, во спротивно натриумот се залепи на ѕидовите и кристализаторот може да пукне.
Експериментот треба да се спроведе со заштитна маска или заштитни очила. За време на реакцијата, одржувајте одредено растојание и во никој случај не се навалувајте над кристализаторот. Внесувањето на растопен натриум или алкално прскање во очите може да доведе до практично загарантирано слепило.
Извор www.chemistry-chemists.com
Најинтересната тема на училишните часови по хемија беа својствата на активните метали. Ни беше даден не само теоретски материјал, туку беа демонстрирани и интересни експерименти. Веројатно сите се сеќаваат како наставникот фрлил мало парче метал во водата, а тоа се втурнало по површината на течноста и се запалило. Во оваа статија ќе разбереме како се јавува реакцијата на натриумот и водата и зошто металот експлодира.
Металот на натриум е сребрена материја, слична по густина на сапун или парафин. Натриумот се карактеризира со добра топлинска и електрична спроводливост. Затоа се користи во индустријата, особено за производство на батерии.
Натриумот е високо хемиски реактивен. Честопати се јавуваат реакции со ослободување на големи количества топлина. Понекогаш тоа е придружено со пожар или експлозија. Работата со активни метали бара добра обука и искуство со информации. Натриумот може да се чува само во добро затворени садови под слој масло, бидејќи металот брзо се оксидира во воздухот.
Најпопуларната реакција на натриумот е неговата интеракција со вода. Реакцијата на натриум плус вода произведува алкали и водород:
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2
Водородот се оксидира со кислород од воздухот и експлодира, што го забележавме за време на училишниот експеримент.
Студии за реакции од научници од Чешка
Реакцијата на натриум со вода е многу едноставна за разбирање: интеракцијата на супстанциите доведува до формирање на гас H2, кој пак се оксидира со О2 во воздухот и се запали. Се чини едноставно. Но, професорот Павел Јунгвирт од Чешката академија на науките не мислеше така.
Факт е дека за време на реакцијата не се формира само водород, туку и водена пареа, бидејќи се ослободува голема количина на енергија, водата се загрева и испарува. Бидејќи натриумот има мала густина, парното перниче мора да го турка нагоре, изолирајќи го од водата. Реакцијата треба да згасне, но не.
Јунгвирт решил детално да го проучи овој процес и го снимил експериментот со камера со голема брзина. Процесот е снимен со 10 илјади фрејмови во секунда и гледан со забавена снимка од 400 пати. Научниците забележале дека металот, влегувајќи во течноста, почнува да произведува процеси во форма на шила. Ова се објаснува на следниов начин:
- Алкалните метали, еднаш во вода, почнуваат да дејствуваат како донатори на електрони и испуштаат негативно наелектризирани честички.
- Парче метал добива позитивен полнеж.
- Позитивно наелектризираните протони почнуваат да се одбиваат едни со други, формирајќи метални додатоци.
- Боцките ја пробиваат перницата за пареа, контактната површина на супстанците кои реагираат се зголемува, а реакцијата се интензивира.
Како да се спроведе експеримент
Во прилог на водород, алкали се формираат при реакција на вода и натриум. За да го проверите ова, можете да користите кој било индикатор: лакмус, фенолфталеин или метил портокал. Ќе биде најлесно да се работи со фенолфталеин, бидејќи е безбоен во неутрална средина и реакцијата ќе биде полесна за набљудување.
За да го спроведете експериментот ви треба:
- Истурете дестилирана вода во кристализаторот така што ќе зафаќа повеќе од половина од волуменот на садот.
- Додадете неколку капки индикатор во течноста.
- Исечете парче натриум со големина на половина грашок. За да го направите ова, користете скалпел или тенок нож. Треба да исечете метал во контејнер без да го отстраните натриумот од маслото за да избегнете оксидација.
- Извадете го парчето натриум од теглата со пинцета и размачкајте го со филтер хартија за да го отстраните маслото.
- Фрлете натриум во водата и набљудувајте го процесот од безбедно растојание.
Сите инструменти што се користат во експериментот мора да бидат чисти и суви.
Ќе видите дека натриумот не тоне во водата, туку останува на површината, поради густината на материите. Натриумот ќе почне да реагира со водата, ослободувајќи топлина. Ова ќе предизвика металот да се стопи и да се претвори во капка. Оваа капка ќе почне активно да се движи низ водата, испуштајќи карактеристичен звук на шушкање. Ако парчето натриум не беше премногу мало, ќе светне со жолт пламен. Ако парчето било преголемо, може да дојде до експлозија.
Водата исто така ќе ја промени бојата. Ова се објаснува со ослободување на алкали во водата и боење на индикаторот растворен во него. Фенолфталеинот ќе стане розев, лакмус синиот и метил портокалово жолт.
Тоа е опасно
Интеракцијата на натриум со вода е многу опасна. За време на експериментот може да дојде до сериозна повреда. Хидроксидот, пероксидот и натриум оксидот кои се формираат за време на реакцијата може да ја кородираат кожата. Алкалното прскање може да влезе во вашите очи и да предизвика сериозни изгореници, па дури и слепило.
Манипулациите со активни метали треба да се вршат во хемиски лаборатории под надзор на лабораториски асистент кој има искуство со работа со алкални метали.
- Работете исклучиво со заштитни очила.
- Никогаш не се навалувајте над садот кога металот е на вода.
- Оддалечете се неколку метри од кристализаторот веднаш откако металот ќе се фрли во вода.
- Бидете секогаш подготвени, бидејќи експлозија може да се случи во секој момент.
- Не приоѓајте до катализаторот додека не сте сигурни дека реакцијата е завршена.
Својства на натриум метал: Видео
Ќе ви требаат натриум Na и калиум К, дестилирана вода, алкохолен раствор на индикатор за фенолфталеин, кристализатори, пинцети или форцепс, скалпел или остар нож и филтер-хартија.
Во кристализаторите се истура вода и се додаваат неколку капки раствор на фенолфталеин. Со помош на скалпел, исечете мали „парчиња“ со големина на грашок од парчиња алкални метали на лист филтер-хартија. Парчињата натриум и калиум се сушат со филтер-хартија и се ставаат во кристализатори. Пред да земете друго парче метал, внимателно избришете ги краевите на пинцетата со филтер-хартија за да не внесете вода во шишињата. Се забележуваат топчиња од стопен метал како „трчаат“ по површината на водата, а движењето на топката од калиум е побрзо од онаа на натриум. Наскоро се осветлува со пурпурен пламен. Зад секоја од „трчачките“ топки има темноцрвена „патека“ поради фактот што како резултат на реакциите:
2Na + 2H 2 O = 2NaOH + H 2
2K + 2H 2 O = 2KOH + H 2
се формира алкален хидроксид (јака основа), кој го обојува индикаторот за фенолфталеин темновиолетова.
Металните производи и предмети се чистат од нечистотија, се обезмастени со раствор од сода, се мијат во вода, се натопуваат во 50% раствор на азотна киселина неколку секунди и повторно се мијат со дестилирана вода.
Подготвениот производ се чува 30-50 минути во топол раствор кој содржи 280 g никел сулфат хептахидрат и 100 ml концентрирана хлороводородна киселина на 1 литар вода. По добивањето на облогата од никел (излегува густа и сјајна), производот се мие со вода и се полира со крпа.
Бакарни кристали
Секој знае како да одгледува кристали од разни соли. Но, не секој може да одгледува бакарни кристали. За овој необичен експеримент ќе ви требаат: CuSO4, кујнска сол, парче калај и чаша (или обична). Од калај исечете круг за слободно да се вклопи во чашата. Истурете бакар сулфат во прав (бакар сулфат) во чаша со слој од 5 mm и покријте го овој слој со сол.
ВНИМАНИЕ! Не мешајте ги слоевите. Покријте ги слоевите со круг филтер-хартија и покријте ги со круг плех. Истурете го солениот раствор во чаша.
По две недели, ќе растат прилично големи бакарни кристали. За да бидат добро сочувани, ставете ги во епрувета со раствор од сулфурна киселина.
Согорување на метали.
Согорувањето на металите во кислород и хлор е нашироко познато. Помалку познато е согорувањето на металите во пареа на сулфур. Голема епрувета наполнета една третина со сулфур се става вертикално во штанд и се загрева додека сулфурот не зоврие.
Потоа сноп тенка бакарна жица (може претходно да се загрее) се спушта во епрувета и се забележува бурна реакција.
Согорување на натриум.
На азбестната мрежа се става парче филтер-хартија, обилно навлажнета со вода. Потоа на хартијата се става парче натриум.
Бакарните предмети и производи се темелно исчистени од нечистотија, се мијат со раствор од сода и се потопуваат во искористен раствор за фиксирање неколку дена. По добивањето на сребрената обвивка, производот се мие со вода и се полира со крпа.
Натриум- елемент од 3-тиот период и IA група од Периодниот систем, сериски број 11. Електронската формула на атомот е 3s 1, оксидациони состојби +1 и 0. Има мала електронегативност (0,93), покажува само метални (основни) својства. Формира (како катјон) бројни соли и бинарни соединенија. Речиси сите натриумови соли се многу растворливи во вода.
Во природа - петтипо елемент на хемиско изобилство (втор меѓу
метали), кои се наоѓаат само во форма на соединенија. Витален елемент за сите организми.
Натриум, натриум катјон и неговите соединенија го бојат пламенот на гасниот пламеник светло жолто ( квалитативно откривање).
Натриум Na. Сребрено-бел метал, лесен, мек (се сече со нож), слабо топење. Чувајте натриум во керозин. Формира течна легура со жива - амалгам(до 0,2% Na).
Многу реактивен, во влажен воздух, натриумот полека се покрива со филм од хидроксид и го губи својот сјај (оцрнува):
Натриумот е хемиски активен и силно редуцирачко средство. Се запали во воздух при умерено загревање (>250 °C), реагира со неметали:
2Na + O2 = Na2O2 2Na + H2 = 2NaH
2Na + CI2 = 2NaCl 2Na + S = Na2S
6Na + N2 = 2Na3N 2Na + 2C = Na2C2
Многу бурно и со одлично егзо-ефект натриумот реагира со вода:
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2^ + 368 kJ
Од топлината на реакцијата, парчињата натриум се топат во топчиња, кои почнуваат случајно да се движат поради ослободување на H 2. Реакцијата е придружена со остри кликања поради експлозии на детонирачки гас (H 2 + O 2). Растворот е обоен во темноцрвена боја со фенолфталеин (алкален медиум).
Во серијата на напон, натриумот е значително лево од водородот, тој го поместува водородот од разредените киселини HC1 и H 2 SO 4 (поради H 2 0 и H).
Потврданатриум во индустријата:
(види и подготовка на NaOH подолу).
Натриумот се користи за производство на Na 2 O 2, NaOH, NaH, како и за органска синтеза. Растопениот натриум служи како течност за ладење во нуклеарните реактори, а гасовитиот натриум се користи како полнење за надворешни светилки со жолта светлина.
Натриум оксид Na 2 O. Основен оксид. Бело, има јонска структура (Na +) 2 O 2-. Термички стабилен, полека се распаѓа кога се загрева, се топи под вишок на пареа на Na. Чувствителен на влага и јаглерод диоксид во воздухот. Енергично реагира со вода (се формира силно алкален раствор), киселини, кисели и амфотерни оксиди, кислород (под притисок). Се користи за синтеза на натриумови соли. Не се формира кога натриумот се согорува во воздухот.
Равенки на најважните реакции:
Потврда:термичко распаѓање на Na 2 O 2 (види), како и фузија на Na и NaOH, Na и Na2O2:
2Na + 2NaOH = 2Na a O + H2 (600 °C)
2Na + Na2O2 = 2Na и O (130-200 °C)
Натриум пероксид Na 2 O 2 . Бинарна врска. Бело, хигроскопно. Има јонска структура (Na +) 2 O 2 2-. Кога се загрева, се распаѓа и се топи под вишок притисок O 2 . Апсорбира јаглерод диоксид од воздухот. Целосно се распаѓа со вода и киселини (ослободување на О2 при вриење - квалитативна реакција на пероксиди). Силно оксидирачко средство, слабо редуцирачко средство. Се користи за регенерација на кислород во самостојни уреди за дишење (реакција со CO 2), како компонента на избелувачите за ткаенина и хартија. Равенки на најважните реакции:
Потврда: согорување на Na во воздух.
Натриум хидроксид NaOH. Основен хидроксид, алкали, техничко име е каустична сода. Бели кристали со јонска структура (Na +) (OH -). Се раствора во воздухот, апсорбирајќи ја влагата и јаглерод диоксидот (се формира NaHCO 3). Се топи и врие без распаѓање. Предизвикува сериозни изгореници на кожата и очите.
Многу растворлив во вода (со егзо-ефект, +56 kJ). Реагира со киселински оксиди, ги неутрализира киселините, предизвикува киселинска функција во амфотерните оксиди и хидроксидите:
Растворот на NaOH го кородира стаклото (се формира NaSiO3) и ја кородира алуминиумската површина (се формираат Na и H2).
Потврда NaOH во индустријата:
а) електролиза на раствор на NaCl на инертна катода
б) електролиза на раствор на NaCl на жива катода (метод на амалгам):
(ослободената жива се враќа во електролизаторот).
Каустичната сода е најважната суровина во хемиската индустрија. Се користи за производство на натриумови соли, целулоза, сапун, бои и вештачки влакна; како фен за гас; реагенс за обновување од секундарни суровини и прочистување на калај и цинк; при обработка на алуминиумски руди (боксит).
