Das Element Natrium

Das Element Natrium ist ein weiches, brennbares, silbrig-weißes Metall. Natrium, benannt nach dem englischen Wort „Soda“, hat Verbindungen, die in unserem täglichen Leben häufig verwendet werden. Sie kennen vielleicht Tafelsalz, das NaCl (Natriumchlorid), eine Verbindung von Natrium ist. Es ist eines der reaktivsten Metalle im Periodensystem.

Natrium im Periodensystem

Natrium, Atomsymbol Na, hat die Ordnungszahl elf und liegt im Periodensystem in Gruppe 1, unterhalb von Lithium und links von Magnesium. Dieses Element gehört zur Familie der Alkalimetalle und hat nur ein Valenzelektron. Daher ist es ein sehr aktives Element. Darüber hinaus verbindet sich Natrium leicht mit jedem Element, das ein einzelnes Elektron benötigt.

Natrium hat eine Elektronegativität von 0,93 (Pauling-Skala). Die Elektronenkonfiguration von Natrium ist 1s22s22p63s1. Andere Elemente in der Familie der Alkalimetalle umfassen: Kalium, Lithium, Cäsium und Rubidium. Darüber hinaus sind die chemischen und physikalischen Eigenschaften von Kalium, Natrium und Kalium ziemlich ähnlich.

Wofür wird Natrium verwendet?

Natrium als Wärmetauscher

Wärmetauscher sind Geräte, die Wärme von einem Ort zum anderen übertragen. Natrium ist ein weit verbreiteter Wärmetauscher in Kernkraftwerken. Darüber hinaus ist es die Aufgabe von Natrium, die Wärme aus den Reaktoren dieser Anlagen zu transportieren und an eine Wasserversorgung zu übertragen, die diese Wärme zur Dampferzeugung und Stromerzeugung nutzt.

Verwendung von Natrium zur Herstellung anderer Materialien

Natriumverbindungen werden zur Herstellung verschiedener Materialien verwendet. Erstens werden sie zur Papierherstellung verwendet. Bei der Papierherstellung behandelt/trennt Natriumhydroxid Fasern in der Ziehphase. Zweitens werden sie zur Herstellung von Klarglas verwendet. Dabei erhitzen wir Natriumcarbonat mit Calciumoxid. Drittens werden Natriumverbindungen zur Herstellung verschiedener Metalle verwendet. Beispielsweise erzeugt Natrium in Kombination mit Titantetrachlorid Titanmetall. In einer anderen Reaktion ist Natrium ein Katalysator zur Herstellung von künstlichem Kautschuk. In ähnlicher Weise gibt es andere Materialien (z. B. Lebensmittel und Düngemittel), bei deren Herstellung/Verwendung Natrium involviert ist.

Die Geschichte des Natriums

Überraschenderweise wurde das Element Natrium in prähistorischen Zeiten aus verschiedenen Gründen verwendet. Seine Verbindungen werden zum Aromatisieren, zur Linderung von Kopfschmerzen und zur Herstellung von Glas verwendet. Diese Natriumverbindungen wurden aus verschiedenen Quellen gewonnen. Beispielsweise wurde Natriumcarbonat aus der Asche spezieller Pflanzen gewonnen, während Natriumchlorid aus Meerwasser gewonnen wurde. Unnötig zu erwähnen, dass die Vielseitigkeit von Natrium mehrere Wissenschaftler und Chemiker dazu veranlasste, sich mit seiner Zusammensetzung zu befassen.

Wer hat Natrium entdeckt?

Einer dieser Chemiker war Sir Humphrey Davy, der 1807 eine Elektrolyse an Natronlauge durchführte, um reines Natrium zu erhalten. Diese Reaktion, die von drei großen Batterien angetrieben wurde, ähnelte der Reaktion zur Isolierung von Kalium.

Wo ist Natrium im Universum vorhanden?

Natrium ist in großen Mengen in Sonne und Sternen vorhanden. Die D-Linien von Natrium (Spektrallinien) gehören zu den markantesten im Sonnenspektrum. Sie sind als Fraunhofer-Linien bekannt. Natrium ist das siebthäufigste Element auf der Erde und macht etwa 2,27 % der Erdkruste aus.

Die Elektrolyse von absolut trockenem geschmolzenem Natriumchlorid ist das kommerziell bevorzugte Verfahren zur Herstellung von reinem Natrium. Diese Methode kostet deutlich weniger als die Methode, die vor einigen Jahren verwendet wurde; Infolgedessen ist es heutzutage beliebter. Das alte Verfahren, das Castner-Verfahren, elektrolysiert Natronlauge. Darüber hinaus ist das natriumchloridhaltige Mineral Halit auf der ganzen Welt vorhanden.

Chemische Eigenschaften des Natriumelements

Natrium ist sehr aktiv und reagiert mit den meisten Nichtmetallen. Um diese Reaktionen zu vermeiden, halten/lagern wir Natrium daher in inerten Flüssigkeiten (z. B. Kerosin) oder in stickstoffhaltigen Atmosphären. Hier ist eine Liste einiger Reaktionen, die mit Natrium auftreten:

Natrium und Luft: Natrium reagiert bei Exposition mit Sauerstoff und bildet Natriumoxid. Dieses Natriumoxid reagiert jedoch schnell mit Wasserstoff und das Ergebnis ist Natriumhydroxid. In einem anderen Aspekt erzeugt das Verbrennen von Natrium in der Luft Natriumperoxid.

Natrium reagiert mit allen Halogenen zu Natriumhalogeniden. Diese Reaktionen erzeugen neben anderen Verbindungen Natriumchlorid, Natriumiodid und Natriumbromid.

Natrium reagiert mit Fluss- und Salzsäure in sehr exothermen Reaktionen.