나트륨이란? – 화합물, 속성 및 용도

나트륨이란?

화학 기호 Na와 원자 번호 11을 사용하여 나트륨은 부드럽고 낮은 융점의 은백색 알칼리 금속 또는 주기율표의 1족 또는 IA족 화학 원소입니다. 이 원소의 가장 잘 알려진 용도는 식염의 두 가지 성분 중 하나입니다.

나트륨이 염소(NaCl)와 결합하면 염화나트륨이 됩니다. 소금으로 비료에서도 발견됩니다. 상업적 목적으로 나트륨은 모든 알칼리 금속 중 융점이 가장 낮고 반응성이 가장 높습니다.

나트륨이 물, 눈 또는 얼음과 빠르게 상호작용하면 수산화나트륨이 생성됩니다. 햇빛에 노출되면 금속성 나트륨은 은빛 광택을 잃고 그 위에 불투명한 회색의 산화나트륨 층이 생깁니다. 극도로 높은 온도에서만 나트륨이 질소와 반응하지만 질소가 있는 상태에서 암모니아와 결합하면 나트륨 아미드가 생성됩니다.

 

 

나트륨의 역사

소다 외에도 고대 문명에는 탄산나트륨에 대한 실무 지식이 있었습니다. 고대 이집트인들은 미라를 보존하기 위해 유리 생산에 사용했습니다. 기원전 1370년으로 거슬러 올라가 널리 사용되었습니다.

그들은 순수한 소다 대신에 Natron이라는 제품을 사용했는데, 이는 대부분이 소다로 이루어졌으며 Natron Valley에서 채굴되었습니다. 역사 후반에 로마인들은 그것을 "아트리움"라틴어로 불렀습니다.

많은 초기 화학자들은 오랜 기간 동안 소금과 소다의 화학적 조성을 연구하고 주장했습니다. 영국의 저명한 화학자 Humphry Davy 경은 1807년 용융염을 실험하면서 그 해답을 발견했습니다.

칼륨은 가성 칼륨(수산화칼륨)에 전류를 흘렸을 때 전기분해를 사용하여 분리된 최초의 금속이었습니다. 며칠 후, 그 화학자는 매우 건조하고 용융된 가성소다(수산화나트륨)를 전기분해하여 나트륨을 발견했습니다.

Davy의 관찰에 따르면, 그것은 "극도로 구부릴 수 있고" 그 당시까지 알려진 "일반적인 금속 화합물보다 훨씬 부드럽습니다". 물이 분해되면서 수소도 방출되었다.

Humphry Davy 경은 새로운 금속 원소의 이름을 '소다겐'으로 처음 고려한 후 나트륨을 선택했습니다. 스웨덴의 Jacob Berzelius는 그의 새로운 원소를 "atrium"(탄산나트륨에 대한 라틴어 용어)이라고 부르는 것을 선호했으며 초기 주기율표에서 나트륨을 나타내는 화학 기호로 'Na'를 사용했습니다.

 

나트륨 제조

나트륨은 NaCl과 CaCl2의 융합된 혼합물의 전기분해를 통해 제조됩니다. 전기분해를 위한 온도는 순수한 염화나트륨의 융점(803°C)보다 실질적으로 낮습니다. 따라서 Na의 휘발성(끓는점 883°C)으로 인한 문제가 상당히 제거됩니다.

이러한 상황에서 Na+ 이온의 방전 전위는 Ca+2 이온의 방전 전위보다 낮습니다. 원통형 강철 음극에 1~2% 칼슘 금속이 우선적으로 증착됩니다. 중앙 흑연 전극(양극)에서 이 생산 공정에 의해 방출된 염소는 니켈 돔을 통해 수집됩니다.

 

나트륨 합금

칼륨, 칼슘 및 납은 나트륨 합금의 원소 중 하나입니다. 다음은 우리가 논의할 몇 가지 합금과 그 응용/특성입니다. 다양한 공정에서 나트륨-칼륨 합금 NaK(NaK는 열전달 냉각제, 환원제 및 촉매 역할을 함)를 사용합니다.

물과 공기와 함께 이것은 일반적으로 실온에서 액체인 이 합금인 NaK에 위험하게 반응합니다. 3원 합금(NaKCs)에는 칼륨과 세슘이 포함되어 있고, 나트륨 아말감(나트륨-수은 합금)에는 나트륨이 포함되어 있습니다. 수용액에서 나트륨 아말감은 환원제 역할을 합니다.

 

나트륨 화합물

1. 수산화나트륨
이 일반적인 무기 염기는 "가성 소다"로도 알려져 있습니다. 전해 클로르알칼리 방법은 다양한 응용 분야에서 백색의 결정성 고체를 생성합니다.

2. 염화나트륨
전 세계적으로 가장 흔한 염 중 하나인 염화나트륨은 백색이며 결정화되어 있습니다. 염화나트륨(NaCl)은 음식의 풍미를 향상시키는 식탁용 소금으로 잘 알려져 있습니다.

3. 탄산나트륨
때때로 소다회라고도 알려진 백색 결정질 탄산나트륨'은 물에 용해됩니다. 알칼리성 소금은 요리 재료 및 가정용 세제로 염화나트륨(소금)과 석회(석회석)를 혼합하여 만들 수 있습니다. 베이킹 소다는 별도의 이름인 "세탁소다"에서도 찾을 수 있습니다.

4. 아세트산 나트륨
"아세트산" 또는 아세트산 나트륨으로 알려진 아세트산 나트륨에는 많은 수용성이 있습니다. 손난로는 이 나트륨 이온 공급원을 포함하고 있으며 음식의 조미료 역할을 합니다.

5. 안식향산나트륨
수산화나트륨과 벤조산은 이 백색 무취 화학물질을 만듭니다. 안식향산 나트륨이 물에 잠기면 나트륨과 안식향산 이온으로 "분해"됩니다. 식품 방부제로서 이 화학 물질을 찾는 것이 일반적입니다.

6. 중탄산나트륨
상온에서 중탄산나트륨은 백색의 결정성 분말입니다. 일반적으로 알려진 바와 같이 베이킹 소다는 제산제로 몇 가지 용도가 있습니다. 예를 들어, 과도한 위산을 중화하고 속쓰림 및 위산 역류와 같은 불편한 증상을 완화할 수 있습니다.

7. 브롬화나트륨
브롬화나트륨은 물에 잘 녹는 백색 고체이기 때문에 다양한 용도가 있습니다. 브롬 이온을 찾을 수 있습니다. 그것은 여러 가지 방법으로 사용할 수 있습니다. 이 화학물질은 수산화나트륨과 브롬화수소가 결합할 때도 형성됩니다.

8. 구연산 나트륨
그 물질은 백색 결정성 분말이다. 알칼리성 물질입니다.

9. 불화나트륨
불화수소산은 염기로 중화되어 이 화학물질을 형성합니다. 수용성으로 인해 백색/녹색 결정성 고체가 됩니다. 또한 목재의 방부제, 살충제 및 불소 이온 공급원으로 사용됩니다.

10. 차아염소산나트륨
차아염소산나트륨의 황색 용액은 투명한 용액이다. 염소와 수산화나트륨 용액이 반응하여 만듭니다. 불쾌한 냄새를 가리기 위해 폐수에 적용되는 일반적인 표백 화학 물질입니다.

 

11. 요오드화나트륨
분말 요오드화나트륨은 무색, 무취의 형태로 제공됩니다. 그것을 만들기 위해 요오드화수소산 용액과 탄산나트륨이 사용됩니다. 시약 요오드화 나트륨은 또한 유기 합성에 자주 사용됩니다. 요오드 결핍은 미네랄의 원천이기 때문에 예방됩니다.

12. 질산나트륨
많은 식품 방부제에는 질산나트륨이 포함되어 있으며 둘 다 안전합니다. 특히, 그들은 다양한 종류의 고기와 치즈를 보존하는 데 사용됩니다.

13. 인산나트륨
이 범주의 화합물은 나트륨, 인 및 산소 원자로 구성되며 이러한 원자는 화학 구조의 기초를 형성합니다.

14. 황산나트륨
황산나트륨은 백색 결정성 물질입니다. 주로 생산 부문에서 사용됩니다. 염화나트륨과 황산을 결합하여 만듭니다.

15. 황화나트륨
나트륨의 황화물은 백색 물질입니다. 산업 환경에서 이를 만들기 위해 탄소열 환원 반응이 사용됩니다.

 

나트륨의 성질

▷ 네온의 안정적인 구조와 비교하여 나트륨에는 전자가 하나 더 있습니다. 첫 번째 및 두 번째 이온화 에너지는 495.8kJ/mol 및 4562kJ/mol입니다. Na+ 이온 화합물은 Na+ 음이온이 있는 화합물보다 더 널리 퍼져 있습니다.
▷ 나트륨은 결정 구조를 가지고 있으며 은에 매우 가까운 색상입니다.
▷ 실온에서 손가락으로 눌러 잎을 만들 수 있을 정도로 가단성이 있습니다.
▷ 수소 가스와 소량의 나트륨이 물에 용해되어 나트륨이 산화됩니다.
▷ 공기에 노출되면 나트륨 화합물은 칼륨만큼 빨리 변색되지만 속도는 더 느립니다.

 

나트륨의 용도

▷ 일부 합금의 구조는 비누, 용탕 정제 및 나트륨 증기 램프에 사용하여 개선됩니다.
▷ 나트륨은 생명에 필수적인 물질인 염화나트륨의 구성성분입니다.
▷ 유리 생산에는 고체 탄산나트륨이 필요합니다.
▷ 유기 분자의 생성과 에스테르의 생성은 나트륨의 존재 여부에 달려 있습니다.