В.М. Иванов, К.А. Семененко, Г.В. Прохорова, Е.Ф. Симонов - Натрий (Аналитическая химия элементов) (1108930), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Соду каустическую (технический НаОН) потребляют для производства искусственного волокна, мыла, ащоминия, красок, в писчебумажной и целлюлозной промышленности, для отделки и мерсеризации хлопчатобумажных тканей, очистки нефти [226]. Натрий металлический получают электролизом расплавов НаС1 с добавками КС1, о[ар, СаС1 при температуре 575 — 585' С. Реже его получают электролизом 5[аОН. Натрий можно получить также дей- г, к Эс, дмднг-вт град) 298 153697,43 500 164457,50 1ООО 178901,96 1500 187317,43 а' дмдкз- р а) 193304,55 197951,90 201803,76 2ООО 2500 3000 ак' Поднннзность ионов ы При бесконечном рвзбввлении, Потенциал нанизвции. и.)б, дм а', В для реакции М+езц)+с = = Метя.) Эле«трснявя каваигтрв- ця я Порядксвыа номер Элемент и — 3,02 — 2,71 — 2,92 — 2,99 — 3,02 8,62 8,22 6,23 121,00 75,68 50,90 43, 78 37,44 [Не]2з [)те]3з [Аз]4з [Кз]5з [Хе]Вз [Нц]7з 3 11 19 37 55 87 Ер р)а К НЬ Са рз Ион к, с-' Заз+ 3-10з Сбе+ 3 10з Мвтз 2 10з Роз+ 2 10з Давление паров натрия при ниже [506[: т, к р,н)зи т,к 454,8 6,56.10 з 958,6 534,2 3,80 10 з 1073,3 870 3,32 И18,3 893,5 4,76 1Оз 1228,1 р, н(мз т, к р, нде~ 1,17.
10з 1327,В 3,95. 10з 4,55 10' 1383,7 5,56-10з 7,2 10з 1408,2 6,57 10з 1,91 ° 10з 10 ствием на его соли углерода и других восстановителей при темпера- турах выше температуры их плавления, однако этот способ не имеет промышленного значения [12!. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НАТРИЯ Натрий — металл серебристо-белого (в очень чистом виде — розового) цвета с твердостью по минералогической л)кале 0,5 [506]. Плотность натрия 0,97 г/сма; температура плавления 98' С; температура кипения 890' С [330!.
Имеются указания на возможность существования у натрия двух аллотропичесних модификаций с точкой взаимного превращения между — 20' С и +20' С. Натрий очень мягок и легко режется ножом. Пары натрия окрашены в пурпурно-красный цвет.
По разным источникам, размер радиуса иона натрия колеблется от 0,0% до 0,099 нм [506!. Первый потенциал ионизации натрия равен 8,22. 10 " Дж (5,138 эВ), второй — 75,68 10 " Дж (47,29 эВ). Низкий потенциал ионизацни внешнего электрона и тот факт, что образующийся ион [Ча+ имеет конфигурацию атома инертного газа и является, таким образом, сферическим и слабо поляризуемым, влияет на химические свойства щелочных металлов, особенно на свойства их ионов М+. Другие состояния окисления атих элементов неизвестны: исходя из величин вторичной ионизации трудно предположить их существование.
Некоторые свойства атомов натрия и других металлов ] группы сопоставлены в табл. 1. Таблица 1 Неноторые снснстаа атомна металлов 1 группы [12Ц рааличной температуре приведено Вычислена энтропия натрия в гааообразном состоянии [506[1 Сродство к электрону у натрия 1,344.10 хе Дж (для сравнения у лития и калия — 1,312 10 'е Дж) [506[.
Теплота гидратации натрия равна 423,19 КД>к/ион [571, с. 101. В табл. 2 приведены некоторые физические константы по гидратации щелочных элементов. Таблица 2 ])аниме б гндратацнн ионов влементон 1 группы н водных растибрах [737] *з для к. ч. 6. "з приблизительное знеченне.
'бзт 18' С. ~г Гидратное число натрия аависит от сорастворителя. Например,. при 25' С в 50 — 60%-ной Н[х[08 обнаружен ион [Юа(НаО)з]+ [737], По данным ИК-спектроскопии в области 6000 — 7500 см 1 в водных растворах числа гидратации возрастают в ряду [ЧаС] с. 3[аВг <" Мал [963!. Константы скорости диссоциации воды в аква-ионах приведены ниже [571, с.
48[: ион к. с-з Иои К, с-з г)ае 8,8 10' Ссз+ ~ 3 10' К+ 1,5 10з Н1з+ 5. 10з Мбз+ 1 10 Сц'+ 2.10з Саз+ 1 ° 10з Приведены сольватные числа некоторых ионов в неводных средах (табл. 3) и сольватные числа электролитов, определенные различными методами (табл. 4). Энергия сольватации зависит от природы растворителя (табл. 5); например, в ацетоне она на 42 — 63 кДж, а в ацетоиитриле всего на 8 — 12 кДж яшке, чем в воде. Таблица 6 Некоторые эатропвйвые дауактеуиетнки (е. е.) ионов патрии в одноатоипыд спиртах [2341 Таблица 3 Сольватные числа ионов, определенные методом измерения подеииноеги [658) Определены стандартные изменения зитальпии (ЬНр,сы) прн растворении некоторых солей натрия в ДМФА (табл.
7). Тл П р к м е ч е к м е. ДМОЛ вЂ” деметклесрмемид. дМСΠ— дкм*тмлсульескснд 'т! Таблица 7 Стандартные взпеневвн ентельпви при растворении солей натрия дНЭА ри 25' С [235[ Таблица 4 Сольватвые числа электролитов, определенные раелнчныни петедами [658[ лр ге, моль! сель !кг П,О Ьяресте, ккея7мсль яь мель! 7кг н,о Ьяр есть.
кесл/мел Электролит ЫаВг ЯаС1 ХеВг ХаУ КВг 4,7 5,6 6,2 5,2 3,7 З,г 2,2 2,7 3,2 ИаНОе 2,5 Таблвца 5 Ввергни еольватации патрии в различных растлсрителнд [181[ 44 В табл, 8 приведены козффициепты активности Ха[[О в водных растворах. Метод расчета констант диссоциации в водноорганических смесях с помощью ионного обмена применен для определения константы дк, яектркчсскея дрсккдсемссть Рсстесрктель Таблица 8 Средние ксеффвциевты адчнвностп Нанос в водных растворах прв 298 623 К (7 10з) [147) В метаноле при 25' С Энергия сольватацни натрия равна 436,4 кДж/г-ион (103,9 икал!г-иоп) [184[. Вычислены энтропийные характеристики блиясней и дальней сольватацни натрия в одноатомных спиртах [234): ЬЯ, „„- изменение энтропии при сольватацин иона в одноатомных спиртах; ЛЯп — изменение энтропии молекул одноатомных спиртов под действием ионов; ЛЯде „и ЛЯел — соответственно изменение знтропии з области дальней и ближней сольватации (табл.
6). 12 НСООН Нен СНеСХ Сен ОН Ацетон 57,0 51,7 с6,7 15,8 19,0 384,3 386,4 380,1 357,0 336,0 91,5 92,0 90,5 85,0 80,0 О, 009425 0,01288 0,02543 0,03261 0,05357 0,01475 0,01652 0,0180 0,09709 0,1135 0,1595 0,1806 0,2315 0,1215 0,1275 0,1342 — 6,7 20 — 6, 650 — 6,5 30 — 6,4 60 — 6, 290 — 11,5 20 — 11,450 — 11,270 0,(0212 0,02514 О,ОЖЮЗ 0,02313 0,03003 0,0434 0,0470 0,05219 0,0650 О, 1488 0,1585 0,1733 0,1521 0,1733 О, %83 0,2168 0,2285 0,2550 — 11,ИΠ— 10,820 — 10,730 — 1,910 — 1,790 — 1,730 — 1, 790 — 1,630 — 1,635 об условиях с одной молекулой кристаллизационпой воды, КО двумя. и этаноле 1ЧаОН хорошо растворим, причем растворимость со ается выделением большого количества тепла.
Сведения о п и растворов 3[аОН приведены в табл. 10. В водных растворах мол4кулы ХаОН практически нацело диссоциированы. Таблкца 10 Плоткооть водных растворов едкого матра прк 20' С [5051 Некоторые термодинамические характеристики неорганических соединений натрия, их растворимость и плотность приведены в табл. И, 12. Термические константы неорганических соединений натрия приведены в справочнике [711. Из указанных солей в качестве первичных стандартов используют Ха,ВчО, 10Н О, ХахСОа в кислотно-основном титрованки, Ка 804 и ХаС1 — в та гриметрий для приготовления стандартных растворов сульфата и хлорида, в гравиметрии в качестве весовой формы при определении натрия.
Тетраборат натрия является исходным веществом для установки титра кислот [2601. Стехиометрические соотношения можно представить уравнением В Ох + 2Н+ + ЗНчО=4НоВоы Следовательно, эквивалентная масса гетр абор ага натрия Ба,В Ог 10Н10 составляет половину его молекулярной массы и равна 190,69. Водный раствор тетрабората натрия содержит аниоп l устойчивости Наг[Ох в смесях воды с уксусной кислотой [1099[.
Значение рК быстро уменьшаются с ростом содержания воды помеси от 4,8 до 2,5о4 мас. Вычислены средние коэффициенты активности ХаС1 в иш[ервале температур 283 — 318 К в водно-спиртовых смесях, содержащих 0,7 мольвых долей метанола, этанола, и-пропанола [447]. Концентрацию ХаС[ иамрняли в пределах от 10 з т до значений, близких к насыщению раствора. Коэффициенты активности зависят от присутствия в растворе газов воздуха. Кривые зависимости [и у~ от у' т имеют четко выраженные экстремумы и прямолинейные участки. НЕОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ НАТРИЯ Простые соединения Ионы натрия, как и остальных щелочных металлов, бесцветны. Почти все соли, образуемые ими с обычными кислотами, хорошо растворимы в воде.
В противоположность выделяющимся обычно без кристаллнаационной водысолямкалия, рубидия и цезия для солей лития весьма характерно обрааование кристаллогидратов. Натрий занимает промежуточное положение. Гидроксид натрия. Как и гидроксиды остальных щелочных металлов, гидроксид натрия очень гягроскопичен. Взаимодействует с большинством соприкасающихся с ним материалов; в расплавленном состоянии сильно разъедает стеклянную, фарфоровую, а при доступе вовдуха и платиновую посуду. В табл.
9 сопоставлены свойства гидроксидов щелочных металлов. Таблкца 9 Некотоэыо свойства гкщюкакдоо щолочкых металлов [3301 В противоположность гидроксидам остальных металлов ЖаОН и его аналоги не отщепляют воду даже при нагревании до своих высоколежащих' температур кипения (ХаОН вЂ” 1388' С; КОН— 1324' С). Искдючение составляет В[ОН, который начинает терять воду уже око4о 600' С. Из растворов 7лОН и ХаОН выдедяются при 14 1,02 1,03 1,04 1,05 1,06 1,07 1,08 1,10 1,11 1,12 1,13 1,14 1,15 1,16 1,17 1,18 1 938 2,838 3,746 4,655 5,564 6,473 7,378 8,282 9,191 10,10 Н,01 11,92 12,82 13,73 14,63 15,54 16,44 19, 77 29,23 38,96 48,88 58,98 69,26 79,68 90,27 101, 1 112,1 123,3 134,7 146,2 157,9 169,7 181,8 194,0 1,19 1,20 1,21 1,22 1,23 1,24 1,25 1,Ж 1,27 1,28 1,29 1,30 1,31 1,32 1,33 1,34 1,35 17,35 18,26 19,17 20,08 20,99 21,90 22,82 23„73 24,65 25,36 26,48 27,41 28,34 29,27 30,20 31,15 32,10 206,4 219,1 231,9 245,0 258,2 271,6 285,2 299,0 313,0 327,2 341,6 356,3 371,2 386,3 401,6 417,4 433,3 1,36 1,37 1,38 1,39 1,41 1,42 1,43 1,44 1,45 1,46 1,47 1,48 1,49 1,50 1,51 1,52 ЗЗ, 07 34,04 35,02 36,00 37,00 37,99 39,00 40,00 41,03 42,06 43,11 44,16 45,22 46,28 47,32 48,37 49,44 449,7 ' 466, 3 483, 3 500,4 517,9 535,7 553,7 572,0 590,8 609,9 629,4 649,2 669,3 689,6 709,8 730,4 751,4 Табанил 12 Нонз)торьге даравтернстнви неоргаинчееннд совладений натрвя [50х5») ЬР, ья.
енэл/моль ннал/моль энне нал/град. моль ~ вал град. .МОЛЬ 0,000 — 90,0 — 129ФЗ вЂ” 91,785 6,79 16,3 И,О И,ВВ 12,5 13,0 19,2 22,24 26,41 12,2 17,4 14,0 17,30 — 87,45 — 302,78 — 250,4 — 35,73 32,5 — 203,6 20,94 24,1 40,4 186,2 141,47 133,3 27,2 147 20,7 25,02 Гвпот., т =.1 Гннот., ог =1 дм. — 62,589 14,4 ннн 1 моль ыа 1 нг воды", — гмоогетнчеонан нондентрэ тетрабората ВзОз, который взаимодействует с ионами водорода по сломе В,О',-+ Н+ - НВ,О;, 1/Кэ = 10', НВеог + Н+ ь~ НзВеог, 1(Кх = 10з. Иа Иазо Иау Иао) ИаВг ИаХ ИаОН ИаИОэ Иаз80е ИазСОэ ИазСОз 10Нзо ИаНСОэ Иазоз ИаС100 Иао)ое Иазвоз 7Н О Иаз80е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
