Натрий: способы получения и химические свойства
Натрий — это щелочной металл, серебристо-белого цвета. Легкий, очень мягкий, низкая температура плавления.
Относительная молекулярная масса Mr = 22,990; относительная плотность по твердому состоянию d = 0,968; относительная плотность по жидкому состоянию d = 0, 27; tпл = 97,83º C; tкип = 886º C.
Способ получения
1. Натрий получают в промышленности электролизом расплава гидроксида натрия, в результате образуется натрий, кислород и вода:
4NaOH → 4Na + O2↑ + 2H2O
Качественная реакция
Качественная реакция на натрий — окрашивание пламени солями натрия в желтый цвет .
Химические свойства
Натрий — активный металл; на воздухе реагирует с кислородом и покрывается оксидной пленкой. Воспламеняется при умеренном нагревании; окрашивает пламя газовой горелки в темно-красный цвет.
1. Натрий — сильный восстановитель . Поэтому он реагирует почти со всеми неметаллами :
1.1. Натрий легко реагирует с галогенами с образованием галогенидов:
2Na + I2 = 2NaI
1.2. Натрий реагирует с серой с образованием сульфида натрия:
2Na + S = Na2S
1.3. Натрий активно реагирует с фосфором и водородом . При этом образуются бинарные соединения — фосфид натрия и гидрид натрия:
3Na + P = Na3P
2Na + H2 = 2NaH
1.4. С азотом натрий реагирует при температуре 100º С и электрическом разряде с образованием нитрида:
1.5. Натрий реагирует с углеродом с образованием карбида:
1.6. При взаимодействии с кислородом при температуре 250–400º C натрий образует пероксид натрия:
2. Натрий активно взаимодействует со сложными веществами:
2.1. Натрий реагирует с водой . Взаимодействие натрия с водой приводит к образованию щелочи и водорода:
2Na 0 + 2 H2 O = 2 Na + OH + H2 0
2.2. Натрий взаимодействует с кислотами . При этом образуются соль и водород.
Например , натрий реагирует с разбавленной соляной кислотой :
2Na + 2HCl = 2NaCl + H2 ↑
2.3. Натрий может реагировать с аммиаком , при этом образуются амид натрия и водород:
2.4. Н атрий может взаимодействовать с гидроксидами:
Например , натрий взаимодействует с гидроксидом натрия при температуре 600º С:
2Na + 2NaOH = 2Na2O + H2
Уравнения реакций натрия с водородом, кислородом, азотом и серой
Решение задач по химии на составление уравнений реакций
Задание 321.
Какую степень окисления может проявлять водород в своих соединениях? Приведите примеры реакций, в которых газообразный водород окислитель и в которых — восстановитель.
Решение:
Валентный уровень атома водорода имеет конфигурацию 1s 1 . Поэтому атом водорода, принимая один электрон, проявляет степень окисления равную -1, а отдавая свой единственный электрон – проявляет степень окисления +1. газообразный водород является окислителем в реакциях с металлами:
В реакциях с галогенами, кислородом, серой и другими неметаллами водород является восстановителем:
Задание 322
Напишите уравнения реакций натрия с водородом, кислородом, азотом и серой. Какую степень окисления приобретают атомы окислителя в каждой из этих реакций?
Решение:
Уравнения реакций натрия с водородом, кислородом, азотом и серой:
а) 2Na0 + H2 0 ⇔ 2Na +1 H -1
Здесь водород окислитель, так как понижает свою степень окисления от 0 до -1.
Здесь кислород окислитель, так как понижает свою степень окисления от 0 до -1.
в) 6Na 0 + N2 0 ⇔ 2Na3 +1 N -3
Здесь азот окислитель, так как понижает свою степень окисления от 0 до -3.
г) 2Na0 + S0 ⇔ Na2+1S-2
Здесь сера окислитель, так как понижает свою степень окисления от 0 до -2.
Задание 323
Напишите уравнения реакций с водой следующих соединений натрия Na2O2, Na2S, NaH, Na3N.
Решение:
Уравнения реакций с водой следующих соединений натрия Na2O2, Na2S, NaH, Na3N:
Задание 324
Как получить металлический натрий? Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на электродах при электролизе расплава NаОН.
Решение:
Основной способ получения натрия – электролиз расплавов, содержащих хлорид натрия. Вторым по значимости способом производства натрия является электролиз расплава NaOH (tпл. = 321 0С); Na выделяется на катоде (железо), на аноде (никель) выделяются О2 и Н2О (пар). Достоинство этого метода – низкая температура процесса и возможность по-лучения натрия высокой чистоты, недостаток – дорогое сырьё.
Электронные уравнения процессов электролиза расплава NaOH:
Катодный процесс: Na + + = Na 0
Анодный процесс: 4ОН — -4 = О2 + 2Н2О
Нитрид натрия
Нитрид натрия | |
---|---|
Систематическое наименование | Нитрид натрия |
Традиционные названия | Азотистый натрий |
Хим. формула | Na3N |
Состояние | тёмно-серые кристаллы |
Молярная масса | 82,98 г/моль |
Плотность | 1,84 г/см³ |
Энтальпия | |
• образования | -3,6 кДж/моль |
Рег. номер CAS | 12136-83-3 |
Рег. номер EINECS | 235-232-3 |
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. |
Нитрид натрия — бинарное неорганическое соединение металла натрия и азота с формулой Na3N, тёмно-серые кристаллы, реагирует с водой.
Содержание
Получение
- Пропускание аммиака через нагретый металлический натрий:
2NH3 + 6 Na → T 2Na3N + 3 H2
- Пропуская электрические разряды через металлический натрий в атмосфере азота:
N2 + 6 Na → 2Na3N
Физические свойства
Нитрид натрия образует тёмно-серые кристаллы ромбоэдрической сингонии.
http://buzani.ru/zadachi/khimiya-shimanovich/972-khimicheskie-svojstva-natriya-zadachi-321-323
http://chem.ru/nitrid-natrija.html