nátrium / Na

Név: natron = szóda

Rendszám: a periódusos rendszer 11. eleme

Felfedezés:
A kősó (NaCl) ősidők óta ismert.
Az egyiptomiak a szódát (Na₂CO₃) is ismerték és használták.
A fémet Humphry Davy 1807 - nátrium-hidroxid-olvadék elektrolízisével állította elő.

Relatív atomtömeg: 22,98977

Izotópjai:
stabil - 23Na,
radioaktív izotóp: 14 féle

Elektronkonfiguráció: [Ne](3s)1

Fizikai tulajdonságok:
Ezüstfehér, puha, könnyűfém.
Folyékony higanyban, ólomban és káliumban oldódik
Köbös rácsszerkezetű,
Sűrűsége a vízénél kisebb (0,970 g/cm³)
Olvadáspontja 97,8 °C.
Elektromos és hővezető képessége a rézének kb. 40%-a.

Kémiai tulajdonságok:
Alkálifém.
Nedves levegőn nagyon gyorsan nátrium-hidroxiddá oxidálódik, ezért petróleum alatt tárolják.
Levegőn könnyen meggyullad, csak poroltóval oltható
Vízzel hidrogénfejlődés közben reagál (ez látható a képen)
2Na + H₂O = 2NaOH + H₂
Halogénekben illetve azok gőzében sárga lánggal közvetlenül sót képez
2Na + Cl₂ = 2NaCl
Hidrogénnel 200 °C fölött hidriddé egyesül.
Az oxigéncsoport elemeivel, valamint foszforral és bizmuttal hevítve egysül, továbbá szénnel, sziliciummal és germániummal is.
Lángfestése intenzív sárga színű, ez a vegyületeire is jellemző, konyhasóval (NaCl) bárki kipróbálhatja.
Vegyületeiben vegyértéke 1. általában ionvegyületeket alkot, de vannak atom-, molekula- és fémes vegyületei is.
Az egyszerű nátriumsók vízben általában jól oldódnak. Rosszul oldódik a nátrium-fluorid, oldhatatlan a nátrium-hexahidroxi-antimonát.

Előfordulás:
Elemi állapotban nem fordul elő.
Vegyületeiben nagyon elterjedt (kősó - NaCl; szóda - Na₂CO₃; kriolit - Na₂[AlF₆]; stb).
A konyhasó a tengervízből is kivonható, amelynek kb. 2,7%-át alkotja.

Előállítás: Szóda magas hőmérsékleten szénnel fémmé redukálható:
Na₂CO₃ + 2 C = 2 Na + 3 CO
Célszerűbb a NaOH olvadékelektrolízise. Ekkor az áramkihasználás csak 50%-os, mert az anódon víz keletkezik és ez reagál a már levált nátrium fémmel:
Na3 + e^- -> Na (a katódon)
2 OH^- = H₂O + 1/2 O₂ + e^- (az anódon)
Előnyösebb a nátrium-klorid elektrolízise, de csak zsugorított korundból készített készülék alkalmas, mert a klór magas hőmérsékleten majdnem minden más anyagot megtámad.
Előállítják Downs-eljárással is nátrium-kloridból.

Felhasználás:
Atomreaktorok cseppfolyós hűtőközege (a képen egy gyors tenyésztőreaktorban).
Redukálószerként - könnyűfémek előállításánál.
Használják továbbá alumínium gyártásnál, mosó- és fehérítőszerekhez, nátrium-lámpákhoz, nátrium-cianidot (NaCN) állítanak elő belőle, amelyet a fémkohászatban használnak.
A nátrium-karbonát (Na₂C0₃) és a nátrium-bikarbonát (NaHCO₃), ismertebb nevükön mosószóda és szódabikarbóna, fontos ipari vegyületek, akárcsak a nátrium-hidroxid (NaOH) vagy marólúg, amelyet szappankészítésre is használnak.

Biológia:
A növények nátrium szükségletét nem kell műtrágyával fedezni, mert a talaj mindenütt többet tartalmaz, sőt a túlzott nátrium tartalmú, szikes talaj káros.
Az élő szervezetek számára nélkülözhetetlen.
Az emberi szervezetben körülbelül 80-100 gramm nátrium található meg, nagyobb része oldott állapotban van, kisebb részét pedig a csontok, kötőszövetek raktározzák.
A káliummal szorosan összefüggve fontos szerepe van az úgynevezett ozmózis nyomás biztosításában. Ugyanilyen elengedhetetlen az ingerületi folyamatokban és az izomműködésben is.
További szerepe van a sav-bázis egyensúly fenntartásában, és a sejtek energiaellátásában is.
Részt vesz a fehérje- és a szénhidrát-anyagcserében és a folyadékháztartás szabályozásában.
Minden élelmiszerünkben megtalálható kisebb-nagyobb mennyiségben. Az állati eredetű termékek inkább nátriumot, a növényiek inkább káliumot tartalmaznak. A modern táplálkozástudományi ajánlások szerint érdemes a jobb nátrium-kálium arányú növényeket előnyben részesíteni.
Fontos a szervezet nátrium-kálium-kalcium egyensúlyának fenntartása.
Hiánya a jelenlegi táplálkozás mellett nem, feleslege annál inkább előfordul, ami növeli a vérnyomást.

Felhasznált irodalom