Natrium
Wikipedia
|
|||||
| Yleistä | |||||
| Nimi | Natrium | ||||
| Tunnus | Na | ||||
| Järjestysluku | 11 | ||||
| Luokka | metalli | ||||
| Lohko | s | ||||
| Ryhmä | 1, alkalimetalli | ||||
| Jakso | 3 | ||||
| Tiheys | 0,968×103 kg/m3 | ||||
| Kovuus | 0,5 (Mohsin asteikko) | ||||
| Väri | hopeisen valkoinen | ||||
| Löytövuosi, löytäjä | 1807, Sir Humphry Davy | ||||
| Atomiominaisuudet | |||||
| Atomipaino | 22,989770 amu | ||||
| Atomisäde, mitattu (laskennallinen) | 180 (190) pm | ||||
| Kovalenttisäde | 154 pm | ||||
| Van der Waalsin säde | 227 pm | ||||
| Orbitaalirakenne | [Ne] 3s1 | ||||
| Elektroneja elektronikuorilla | 2, 8, 1 | ||||
| Hapetusluvut | +1 | ||||
| Kiderakenne | tilakeskeinen kuutiollinen (BCC) | ||||
| Fysikaaliset ominaisuudet | |||||
| Olomuoto | kiinteä | ||||
| Sulamispiste | 370,87 K (97,72 °C) | ||||
| Kiehumispiste | 1156 K (883 °C) | ||||
| Moolitilavuus | 23,78×10−6 m3/mol | ||||
| Höyrystymislämpö | 97,42 kJ/mol | ||||
| Sulamislämpö | 2,60 kJ/mol | ||||
| Höyrynpaine | 1,43 × 10-5 Pa 1234 K:ssa | ||||
| Äänen nopeus | 3 200 m/s 293,15 K:ssa | ||||
| Muuta | |||||
| Elektronegatiivisuus | 0,93 (Paulingin asteikko) | ||||
| Ominaislämpökapasiteetti | 1,228 kJ/kg K | ||||
| Sähkönjohtavuus | (20 °C) 21,0×106 S/m | ||||
| Lämmönjohtavuus | (300 K) 142 W/(m×K) | ||||
| Tiedot normaalipaineessa | |||||
Natrium (lat. natrium, engl. sodium) on pehmeä, kevyt ja reaktiivinen alkalimetalli. Natriumin kemiallinen merkki on Na. Natriumin järjestysluku on 11, sulamispiste 98 °C, kiehumispiste 883 °C ja CAS-numero 7440-23-5.
Sisällysluettelo |
[muokkaa] Historia
Natrium eristettiin ensimmäisen kerran 1807, jolloin englantilainen kemisti Sir Humphry Davy elektrolysoi sulaa natriumhydroksidia.
[muokkaa] Esiintyminen
Luonnossa natrium esiintyy aina kemiallisina yhdisteinä. Merivedessä on liuenneena noin 3,5 % natriumkloridia eli ruokasuolaa. Natriumyhdisteitä on myös monissa kallioperän mineraaleissa, esimerkiksi maasälvässä, josta se rapautumisen kautta levittäytyy maaperään. Sitä on myös kasvi- ja eläinorganismeista, erityisesti natriumkloridina. Natriumia on vähän myös ihmisen veressä, luustossa ja lihaksissa. Natriumkloridi (ruokasuola) on ihmiselle tärkeä nestetasapainon ylläpitäjä. Natriumia valmistetaan elektrolysoimalla natriumkloridia (NaCl) tai natriumhydroksidia (NaOH).
[muokkaa] Ominaisuudet
Ilman vaikutuksesta metallinen natrium hapettuu hieman harmaaksi, kosteassa ilmassa silmänräpäyksessä. Natriumia säilytetään petrolissa. Tavallisissa olosuhteissa se syttyy fluorin ja kloorin vaikutuksesta, mutta lievästi kuumennettuna se reagoi kiivaasti monien aineiden kuten bromin, jodin, vedyn ja rikin kanssa. Veden ja ilman kanssa natrium aiheuttaa räjähdyksen, koska veden kanssa syntyy natriumhydroksidia ja vetyä, ja ilmassa reaktiolämpö sytyttää vedyn palamaan. Kaiken lisäksi kevyenä natrium kelluu vedessä. On havaittu, että tietyn kokoiset natriumpalaset hyppivät itsekseen vedessä, koska osuma veteen vapauttaa vetyä, joka räjähtää ja ampuu palan uudelleen ilmaan.
Natrium on reaktiivisempi kuin kevyempi alkalimetalli litium ja vähemmän reaktiivinen kuin raskaampi kalium. Natrium esiintyy yhdisteissään ionina, jonka hapetusaste on +1 (Na+). Useimmat natriumyhdisteet ovat erittäin vesiliukoisia, ja sille tunnetaan harvoja saostavia reagensseja. Liukenemattomia natriumsuoloja ovat natriumin bismutaatti (NaBiO3), oktamolybdaatti (Na2Mo8O25•4H2O), tioplatinaatti (Na4Pt3S6) ja uranaatti (Na2UO4); natriummetafosfaatilla ("NaPO3") on sekä liukoinen että liukenematon kidemuoto. Natriumpitoisista mineraaleista maasälvät ovat liukemattomia.
Natriumin värjää liekin kirkkaan oranssiksi ja samasta johtuu natriumvalojen oranssi väri.
[muokkaa] Käyttökohteet
Natriumia tuotetaan ja käytetään melko runsaasti kemiallisessa teollisuudessa valmistettaessa esimerkiksi natriumperoksidia (Na2O2) ja natriumsyanidia (NaCN). Lisäksi natriumia käytetään räjähdysaineteollisuudessa, butadieenin (CH2=CH-CH=CH2) polymeroinnissa sekä muissa orgaanisissa synteeseissä. Metallurgiassa sitä käytetään muun muassa titaanin erottamisessa yhdisteistään, kullan ja hopean metallurgisessa puhdistamisessa, sekä niin ikään alumiinilejeerinkien valmistuksessa.
Natriumia sisältäviä lamppuja käytetään esimerkiksi katuvaloissa tuottamaan valoa, joka läpäisee erityisen hyvin sumua ja usvaa. Natriumin tuottama valo on keltaista aallonpituudella 589 nanometriä. Auringon ja monen muun tähden valon kellertävä sävy johtuu natriumista.
Natrium sulaa matalahkossa lämpötilassa, ja metallina se johtaa lämpöä tehokkaasti. Sulaa natriumia käytetään lämmönsiirtoaineena ydinreaktoreissa, vaikka se on reaktiivisuutensa takia vaarallisempi kuin yleisemmin käytetty vesi. Natriumia käytetään myös tehokkaiden, erityisesti turbomoottoreiden pakoventtiilien sisällä. Natrium auttaa siirtämään nestemäisessä muodossa ollessaan lämpöä tehokkaasti venttiilikanteen edestakaisen liikkeen johdosta. Pakoventtiilin ontto tila ei ole aivan kokonaan täytetty, joten natrium pääsee "hölskymään" ja näin viemään lämpöä venttiilin lautasen läheisyydestä venttiilin varren kautta kanteen. Tekniikkaa on käytetty esimerkiksi ensimmäisissä Saab 99 turbo:ssa.
[muokkaa] Aiheesta muualla
- Natriumin OVA-ohje
- Natriumin kansainvälinen kemikaalikortti
- Helsingin Sanomat: Alkuaineet, Natrium, 22.5.2007
- Helsingin yliopiston avoin yliopisto: Ravitsemustieteen perusteita: Natrium
- Fineli: Natriumin lähteet ruoka-aineissa
