Литий
Таңбасы Li. А = 6,941; М(Lі)= 6,941 г/моль.
Электрондық құрылымы: Li 1s 22s 1
Ашылуы. Литий - гректің тас деген сөзін білдіре отырып,1817 ж. ашылды. Берцелиустің шәкірті швед химигі И.А. Арфведсон Уто, темір кенінде табылған, минералды талдай отырып, оның құрамында жаңа элемент бар екендігіне тұжырым жасаған.1818 ж. метал күйіндегі литийді ағылшын оқымыстысы Хэмфри Деви алды. Бұл элементті 1855 ж. неміс химигі Р.Бунзен және ағылшын ғалымы О.Матиссен де электролиз арқылы алған болатын..
Литийдің физикалық қасиеті
Литий, судан жеңіл, ауада оңай тотығатын, ашық металдық жылтыры бар, сілтілік металл тобына жатады. Ауада тез тотығатын болғандықтан керосин, май бойында темір банкілерде сақтайды.
Изотоптары
Табиғатта литий екі түрлі изотоп түрінде ұшырасады: 36Lі және 37Li. Жасанды, ядролық реакциялар нәтижесінде радиоактивті 38Lі және 39Li алынады. Алғашқысының жартылай ыдырау периоды 0,841 секунда, ал соңғысынікі - 0,468 секунда.
Табигаттагы қосылыстары
Литийдің 150-ден аса минерал түрлері бар. Тұрмыста оның негізінен бес түрі кең қолданыс табады:
Li А1 [Sі2О6] - сподумен
К Li1.5 А11,5 [Si 2Al 10] - лепидолит .
LіА1[Si 4 O10] -петалит
LiAl[PO4](Ғ,ОН) - амблигонит
К Lі (Ғе,Мg) А1 [Si3 Al10] (Ғ,OН)2 - циннвальдит
Алынуы
Лабораторияда литий азидін ыдырату арқылы литий алынады.
2Li N3 2Li + 3N2↑
Li+ + e- → Li0 │ 2
2N3- — 2e- → 3N2 │ 1
Өндірісте литийді көп жағдайда литий хлоридінің балқымасын электролиздеу арқылы алады. Мұнан соң кезегімен литий карбонатын, литий хлоридін алады. Литий хлоридінің балқымасын, хлорлы калий тұзы қатысында электролизге ұшыратады:
Катод (болат) - : Li+ + е- → Li сұйық
Анод (графит) + : 2Сl- – 2е- → С12 газ.
Аса таза (особо чистый) литийді LiI + LiВг қоспасын электролиздеп алады.
Литий алу барысында төмендегідей реакциялар да пайдаланылады:
Sі + 2Li20 4Li + SіО2,
Кремний орнына ферросилиций қолданылады.
2А1 + ЗLi2О = 6Li + А1203
А1 — 3e → А13+ | 1 тотықсыздандырғыш
Li+ + e → Li0 │3 тотықтырғыш
Литийді инертті газ атмосферасында алюметермия әдісімен алу барысы жоғарыдағыдай тотығу-тотықсыздану реакциясына негізделген.
Электрондық құрылымы: Li 1s 22s 1
Ашылуы. Литий - гректің тас деген сөзін білдіре отырып,1817 ж. ашылды. Берцелиустің шәкірті швед химигі И.А. Арфведсон Уто, темір кенінде табылған, минералды талдай отырып, оның құрамында жаңа элемент бар екендігіне тұжырым жасаған.1818 ж. метал күйіндегі литийді ағылшын оқымыстысы Хэмфри Деви алды. Бұл элементті 1855 ж. неміс химигі Р.Бунзен және ағылшын ғалымы О.Матиссен де электролиз арқылы алған болатын..
Литийдің физикалық қасиеті
Литий, судан жеңіл, ауада оңай тотығатын, ашық металдық жылтыры бар, сілтілік металл тобына жатады. Ауада тез тотығатын болғандықтан керосин, май бойында темір банкілерде сақтайды.
Изотоптары
Табиғатта литий екі түрлі изотоп түрінде ұшырасады: 36Lі және 37Li. Жасанды, ядролық реакциялар нәтижесінде радиоактивті 38Lі және 39Li алынады. Алғашқысының жартылай ыдырау периоды 0,841 секунда, ал соңғысынікі - 0,468 секунда.
Табигаттагы қосылыстары
Литийдің 150-ден аса минерал түрлері бар. Тұрмыста оның негізінен бес түрі кең қолданыс табады:
Li А1 [Sі2О6] - сподумен
К Li1.5 А11,5 [Si 2Al 10] - лепидолит .
LіА1[Si 4 O10] -петалит
LiAl[PO4](Ғ,ОН) - амблигонит
К Lі (Ғе,Мg) А1 [Si3 Al10] (Ғ,OН)2 - циннвальдит
Алынуы
Лабораторияда литий азидін ыдырату арқылы литий алынады.
2Li N3 2Li + 3N2↑
Li+ + e- → Li0 │ 2
2N3- — 2e- → 3N2 │ 1
Өндірісте литийді көп жағдайда литий хлоридінің балқымасын электролиздеу арқылы алады. Мұнан соң кезегімен литий карбонатын, литий хлоридін алады. Литий хлоридінің балқымасын, хлорлы калий тұзы қатысында электролизге ұшыратады:
Катод (болат) - : Li+ + е- → Li сұйық
Анод (графит) + : 2Сl- – 2е- → С12 газ.
Аса таза (особо чистый) литийді LiI + LiВг қоспасын электролиздеп алады.
Литий алу барысында төмендегідей реакциялар да пайдаланылады:
Sі + 2Li20 4Li + SіО2,
Кремний орнына ферросилиций қолданылады.
2А1 + ЗLi2О = 6Li + А1203
А1 — 3e → А13+ | 1 тотықсыздандырғыш
Li+ + e → Li0 │3 тотықтырғыш
Литийді инертті газ атмосферасында алюметермия әдісімен алу барысы жоғарыдағыдай тотығу-тотықсыздану реакциясына негізделген.
Л и т и й.
Таңбасы Li. А = 6,941; М(Lі)= 6,941 гмоль.
Электрондық құрылымы: Li 1s 22s 1
Ашылуы. Литий - гректің тас деген сөзін білдіре отырып,1817 ж.
ашылды. Берцелиустің шәкірті швед химигі И.А. Арфведсон Уто, темір кенінде
табылған, минералды талдай отырып, оның құрамында жаңа элемент бар
екендігіне тұжырым жасаған.1818 ж. метал күйіндегі литийді ағылшын
оқымыстысы Хэмфри Деви алды. Бұл элементті 1855 ж. неміс химигі
Р.Бунзен және ағылшын ғалымы О.Матиссен де электролиз арқылы алған
болатын..
Литийдің физикалық қасиеті
Литий, судан жеңіл, ауада оңай тотығатын, ашық металдық жылтыры бар,
сілтілік металл тобына жатады. Ауада тез тотығатын болғандықтан керосин,
май бойында темір банкілерде сақтайды.
Изотоптары
Табиғатта литий екі түрлі изотоп түрінде ұшырасады: 36Lі және
37Li. Жасанды, ядролық реакциялар нәтижесінде радиоактивті 38Lі және 39Li
алынады. Алғашқысының жартылай ыдырау периоды 0,841 секунда, ал соңғысынікі
- 0,468 секунда.
Табигаттагы қосылыстары
Литийдің 150-ден аса минерал түрлері бар. Тұрмыста оның негізінен
бес түрі кең қолданыс табады:
Li А1 [Sі2О6] - сподумен
К Li1.5 А11,5 [Si 2Al 10] - лепидолит .
LіА1[Si 4 O10] -петалит
LiAl[PO4](Ғ,ОН) - амблигонит
К Lі (Ғе,Мg) А1 [Si3 Al10] (Ғ,OН)2 - циннвальдит
Алынуы
Лабораторияда литий азидін ыдырату арқылы литий алынады.
2Li N3 2Li + 3N2↑
Li+ + e- → Li0 │ 2
2N3- — 2e- → 3N2 │ 1
Өндірісте литийді көп жағдайда литий хлоридінің балқымасын
электролиздеу арқылы алады. Мұнан соң кезегімен литий карбонатын, литий
хлоридін алады. Литий хлоридінің балқымасын, хлорлы калий тұзы қатысында
электролизге ұшыратады:
Катод (болат) - : Li+ + е- → Li сұйық
Анод (графит) + : 2Сl- – 2е- → С12 газ.
Аса таза (особо чистый) литийді LiI + LiВг қоспасын электролиздеп
алады.
Литий алу барысында төмендегідей реакциялар да пайдаланылады:
Sі + 2Li20 4Li + SіО2,
Кремний орнына ферросилиций қолданылады.
2А1 + ЗLi2О = 6Li + А1203
А1 — 3e → А13+ 1 тотықсыздандырғыш
Li+ + e → Li0 │3 тотықтырғыш
Литийді инертті газ атмосферасында алюметермия әдісімен алу барысы
жоғарыдағыдай тотығу-тотықсыздану реакциясына негізделген.
Химиялық қасиеті
1. Литий галогендермен тікелей әрекеттесіп, тұз түзеді. Фтор, хлорда
литий өздігінен тұтанады.
2 Li + Ғ2 = 2LiҒ
2Lі + С12 = 2LiС1
Сұйық броммен жайбарақат әрекеттеседі, ал иодпен қыздырғанда
барып қосылыс түзеді.
LiҒ - суда нашар ериді және кристаллогидрат түзбейді. Литийдің өзге
галогенидтері суда жақсы ериді, қыздырғанда ыдырауға түспей, балқиды.
2. Литий ауада оттегімен тез тотығады:
4Li + 02 →2Li20.
Қыздыру барысында литий ауада көк жалынмен жанады да Lі20 литий
оксидін түзеді.
Li20 қиын балқитын, суда өзге сілтілік металл оксидтеріне
қарағанда баяулау әрекеттесетін негіздік оксид.
Lі20 ауада көмір қышқыл газын оңай сіңіріп алады:
Li2О + С02 = Li2С03
Ал, Li20 -ның судағы ерітіндісі сілті болып табылады:
Li20 + Н2O = 2LiОН
Өзге сілтілік металдардай литий, оттегімен тікелей әрекеттесіп
асқын тотық (пероксид) Li202 түзбейді.
Литий пероксиді - литий гидроксидінің спирттегі қаныққан
ерітіндісіне сутек асқын тотығымен әсер ету арқылы алынады:
2LiOН + 2Н202 Li2О2 ∙ Н202∙ 2Н2О↓
Түзілген пероксидтер қоспасын вакуумде фосфор ангидриді үстінде
ұстап, бос күйіндегі Li202 жеке бөліп алады.
Литий күкртпен төмендегідей қосылыстар түзеді.
2Lі + S = Li2 S литий сульфиді
2Li + 2S Li2S2 литий
дисульфиді
3.Сілтілік металдар ішінде азотпен жеңіл әрекеттесіп нитрид
түзетін литий ғана. Температураны 250°С-ге дейін көтеру
реакция жылдамдығын арттырады.
6Li + N2 → 2Li3 N жасыл қара түсті литий
нитриді.
Сұйық аммиак бойында литий сольваттанған қаракөк түсті
катион түзіп ерітіндіге көшеді:
Lі + хNНз →[Li ∙yNHз]+ + -e NH3
Балқыған литий үстінен газ күйіндегі аммиакты өткізгенде литий
амиді түзіледі:
2Li + 2NН3 → 2LiNН2 + Н2↑
Литий фосфиді литийдің аммиактағы сұйық ерітіндісіне ақ фосформен
немесе элементтерді өзара тікелей әрекеттестіру арқылы алынады:
ЗLi + Р → Lі3Р
Фосфидтер сумен белсенді әрекеттесіп, фосфин және гидроксид түзеді:
Lі3Р + ЗН20 → ЗLiОН + РН3↑
Ал, литий арсениді Li3Аs өте тұрақсыз, ылғал әсерінен тез ыдырайды.
4. Сілтілік металдар ішінен қыздыру барысында тікелей көміртекпен
және азотпен қосылыс беретіні литий элементі:
2Li + 2С Li2С2 литий карбиді.
Карбид сумен жеңіл әрекеттесіп, ацетилен түзіледі.
Li 2С2 + 2Н20 → 2LiОН + С2Н2
Қыздыру барысында Li 2С2 элементтерге оңай ыдырайды.
5.Сутекпен литий тұз тектес (ионды) гидрид береді:
2Li + Н2 → 2LiН
Li — e- → Li+ 2
тотықсыздандырғыш
Н2 + 2e- → 2Н- 1 тотықтырғыш
Литий гидриді 450°С -де вакуумде қайтадан литиймен сутекке ыдырай
алады :
2LiН →2Li + Н2↑
Литий гидриді төмендегідей өзгерістерге оңай түседі:
2LiH + H2S → Li2S + 2H2 ↑
2Н- – 2e- → H2 │ 1
2H+ + 2e- →H2 │ 1
LiH + HCl → LiCl + H2
LiH + CO2 → HCOOLi литий формиаты.
Литий гидриді алюмогидрид алуда кең қолданылады:
LiН + (А1Н3)n → Li[А1Н4]
эфирдегі ерітіндісі литий алюминий
гидриді
6. Литий сумен, спиртпен галогеналкиндермен, қышқылдармен еркін
әрекеттеседі:
2Li + H2 O →2 LiOH + H2 ↑
2Li + CH3Br →CH3Li + LiBr
Li + С2Н5ОH → 2C2H5OLi + H2
литий этилаты
2Li + 2HCl → 2LiCl + H2 ↑
2Li + H2SO4 → Li2SO4 + H2↑
Литий және оның қосылыстарының химиялық қасиеттері
Литий - күмістей ақ, аса жеңіл металл. Литий басқа металдар арасында
өзінің жеңілдігі бойынша бірінші орында. Ол алюминийден 5 есе жеңіл және
судан 2 еседей жеңіл. Сондықтан, ол судың бетінде де, керосиннің бетіндеде
қалқып жүреді.
Литийді сілтілік металдар арасында иондану энергиясының үлкен мәні
және атом мен ионның үлкен емес өлшемі бөліп тұрады. Оның стандартты
электродтық потенциалы басқа металдардың бәрімен салыстырғанда үлкен емес
теріс мәнде (о=-3,05В) болады. Сондықтан литийдің химиялық белсенділігі
қалған сілтілік металдардыкінен аз.
Сілтілік ерітінділердегі литий қорғаушы оксидтік жұқа қабаттың пайда
болуы салдарынан сумен сатыстырмалы баяу әрекеттеседі:
2Lі + 2Н20 = 2LiОН +H2
Ол ауада тез қарлығады да қара-сұр қабықша түріндегі оксид Li2О және
литий нитриді Lі3N түзіледі. Ол қалыпты жағдайда немесе әлсіз қыздырғанда
литий нитридін Li 3N түзетін жалгыз металл.
Литий 200С температурадан жоғары тұтанады, осы тұстағы оның жалыны
сарғьлт-қызыл түсті болады. Литий оттек ағымында жанған кезде, литий
оксидмен Lі20 қатар, шамалы мөлшердегі асқын тотық та Lі202 түзіледі.
Литий оксиді Li20 - ақ түсті қатты зат, ол литийді ауада немесе оттек
ағымында жаққан кезде асқын тотықпен Li202 араласа, сол сияқты литийдің
нитратын, карбонатын немесе гидроксидін қақтай қыздырған кезде де түзіледі.
Li20 сумен белсенді әрексттесіп, гидроксид түзеді; қышкьшдармен, кышқылдык
және екідайлық оксидтермен тұз түзеді.
Литий гидроксиді LіОН – түссіз, су тартқыш, суда еритін зат, бірақ
та ол суда басқа сілтілік металдар гидроксидіненен гөрі нашарлау ериді.
Қыздырғанда LіОН ыдырайды:
2LіОН Li2О + Н20
Әдетте литий гидроксидін литий сульфатынын Li2S04 ерітіндісіне
Ва(ОН)2 әрекет етіп, теңдеу бойынша алады:
Lі 2SO4 + Ва(ОН)2 = ВаS04 + 2LiOH
немесе сынапты электродпен литий хлоридінің ерітіндісін электролиздеп.
Гидроксид суға литиймен әрекет еткен кезде де
алынады:
Li + Н20 = LiOН+ 12 Н2
LіОН - сілтілік аккумуляторға керекті құрамдас: ол олардың электр
сиымдылығын жоғарылатады және олардың жұмыс істеу мерзімін бірнеше рет
көбейтеді. Литий гидроксидін литий стеаратының өндірісінде пайдаланады -
60°С аяздан бастап 1200С жылу аралығында кеңінен пайдаланатын, жасанды
жағар майға қажетті құрамдас. Олар аязды арктика жағдайында да, ыстық
тропика жағдайында да бірдей жарамды және жоғары авиация үшін ерекше
маңызды.
Сутек ағымында қыздырған кезде (800°С) литий гидрид LіН түзеді — барлық
бірінші топ металдары гидридтерінің арасындағы ең тұрақтысы. Бұл
реакцияласуға қабілетті қосылыс сумен әрекеттескенде сутекті бөледі (1кг
литий гидридінен 2800л сутек алуға болады):
LiH+ Н20 = LiОН + H2 , ∆H0 = -132,3 кДжмоль
Литий гидридінің молекуласында теріс зарядталған сутек ионының бар
екендігін балқыған гидридті электролиздеп дәлелдеуге болады
мұндайда сутек анодта бөлінеді. Литий гидриді аммиакпен имидті береді:
2LiН + NНз = Li2NН + 2Н2
Су бетіндегі адамды сүйемелдеу үшін, әдейі арналған сақтаушы кеудешеге
(жилетке) кейде литий гидридінің таблеткатарын орналастырады.
Литий үшін иондық байланыстың түзілуі тән. Литийорганикалық
қосылыстардағы литий ковалентті байланысты түзеді.
Вакуумдағы көміртекпен литийді қыздырған кезде карбид Lі2С2 алынады,
ол ацетиленнің туындысы болып келеді. Егер бұл карбидке сумен әсер
етсе,онда ацетилен бөлінеді.
Күкірт пен литийді батқытқан кезде сульфид Lі2S түзіледі, ол түссіз
кристалл түрінде болады. Литий сульфиді сулы ерітіндіде жеңіл
гидролизденеді:
Li2S + H2O = LiHS + LiOH
Қыздырған кездегі құрғақ сульфид сульфатқа дейін тотығады, және де осы
тұста ол оттектің екі молекуласын қосып алады екен. Литийдің басқа сілтілік
металлдардан өзгешілігі сол, ол полисулъфидтерді тузбейді.
Литий фосформен фосфид Lі3Р түзеді, ол сумен түгелдей ыдырайды:
Li3Р + ЗН20 = ЗLiOН + РН3
Гидроксидке немесе литий карбонатына сұйытылған азот қышқылымен әрекет
еткенде барынша берік емес литий нитраты LiNO3 алынады:
LiОН + НNO3 = LiNO3 + Н20,
ол 600 0С кезінде ыдырайды:
2LiN03 = Lі20 + 2NО2 + 12О2
Көміртек диоксидімен литий гидроксидінің ерітіндісін бейтараптаған
кезде,суда нашар еритін литий карбонаты Lі2С03 түзіледі:
2LiОН + С02 = Lі2С03 + H2О
Lі2СО3 сұйытылған күкірт қышқылымен ыдыратқан тұста барынша термиялық
тұрақты литий сульфаты Li2S04 түзіледі:
Lі2СО3 + Н2S04 = Li2S04 + С02 + Н20
Литийдің карбонаты басқа сілтілік металдармен салыстырғанда,
бикарбонаттан гөрі,нашар ерімтал (бұл екінші топтағы негізгі топша
металлдары үшін тән), сол сияқты фосфаттың Li3Р04 да нашар ерімталдығымен
ерекшеленеді. Бұл да литийдің сілтілік жер металдармен ұқсастығын
көрсетеді.
Қыздырылған кезде литий көптеген металдармен (мыс, қалайы,
қорғасын,бериллий,алюминий және т.б.) бірге жеңіл балқып, балқымалардың
беріктігін және тұтқырлығын жоғарлатады.
Литийдіц фториді мен хлоридін литий карбонатына сәйкесті қышқылдармен НҒ
немесе НСI,НJ әрекет етіп алуға болады, мысалы:
Li2С03 + 2НСІ = 2LiСІ + С02 + Н20
Литий фториді суда және спиртте нашар ериді. Хлориді бұл
еріткіштерде жақсылау ериді. Литий хлоридінің спирттегі салыстырмалы
жақсылау еруі, спиртте нашар еритін сілтілік жер металдарының хлоридінен
бөліп алуға мүмкіндік береді.
Сол сияқты литийдің басқа галогенидтері де су мен спиртте ерімтал.
Олардың бәрі де су мен аммиакты өзіне жеңіл қосып алады да әртүрлі
гидраттар мен амммиакаттарды (мысалы, LiСI∙Н20, LіСI∙4NН3 және т.б.)
түзеді. Литий йодиді йод ерітіндісінде полийодтарды (LіJ7, LіJ9 және т.б.)
береді
Металдық литийге көмірсутектердің галоидты туындыларымен әрекет ете
отырып, литийдің белсенді алкилдік және арилдік туындыларын алуға болады:
органикалық синтезде қолданылатын этиллитий LіС2Н5, фениллитий LiС6Н5
Литий және оның қосылыстарының қолданылуы
Литий, атап айтқанда оның изотопы Li, тритийді алу үшін шикізат көзі,
өйткені ол нейтрондарды жақсы жұтады (сіңіреді):
Li + 10 n→31Н + 4 2Не
№1 мысал. Литий элементі екі табиғи изотоптан тұрады: 6Lі (массальгқ
үлесі 7,52%) және 7Li (92.48%). Литий элементінің салыстырмалық атомдық
массасы неге тең?
Шешуі. Литий үлгісін есептеу үшін шартты түрдегі массасын
100г теңелтіп қабылдаймыз, яғни т(Li)= 100г. Енді осындағы 6Lі изотоп-
тың массасын есептейміз:
Осы массадағы литийдің зат саны құрайды:
Нақ осы сияқты Li затының массасы мен санын есептейді:
Таңдап алған үлгідегі литий затының жалпы саны болады:
п(Li) = п ( 6Lі) + п ( 7Lі) = 1,25 моль + 13,21 моль = 14.46моль
Литийдің молярлық массасын есептейміз:
Салыстырмалы атомдық масса сандық тұрғыдан алганда молярлық массаға тең,
демек Аr(Lі) = 6,9.
Литийдің 7Li изотопы үлкен жылу сиымдылықта және жылу өткізгіштікте
болғандықтан, ол ядролық реакторларда тиімді жылу тасымалдаушы болып
келеді. Сондықтан ядролық энергетика - литийдің негізгі тұтынушысы.
Литийді шамалы (аз) мөлшерде алюминийге, магнийге және басқа металдарға
қосымша ретінде қосу құймалардың беріктігін көтереді және қышқылдар мен
негіздердің әрекетіне қарсы едәуір төзімді етеді. Металлокерамикалық
бұйымдарды күйдірген кездс бу түріндегі литийді пешке енгізеді. Мысты,
жезді немесе қолалық құймаларды қышқылсыздандыру үшін 50% дейін литийі бар,
кальций мен литийдің қорытпаларын қолданады. Литий буында алюминийді токпен
пісіруге болады.
Литий қосылыстарын керамикада жылтыратпа (глазурь) мен кіреукені
(эмалъ) дайындау үшін қолданады, шыны ісінде - ультракүлгінді сәулені
өткізетін әйнек пен сүзгілердің өндірісі үшін.
Литий тұздарын медицинада подаграны және шизофренияны емдеу үшін, сол
сияқты адам организміндегі натрий-калийлік тендестікті теңестіру үшін де
пайдаланады.
Литийдің барлық газдармен қосылу қабілеттілігі бұл металды ауадан
алатын аргонды тазарту үшін, балқыған металды еріген газдан тазалау үшін
қолдануға мүмкіндік береді.
Синтетикалық каучуктің өндірісіңде литий ұнтағын изопреннің
полимеризация реакциясын үдейту үшін қолданады, ал бутиллитий- дивинилді
полимеризациялау кезінде.
Литийдің хлориді мен бромидін судың буын қайтымды байланыстыру үшін
ауаны конденсирлейтін қондырғыларға енгізеді;мұнан басқа,олар- дың
ерітінділері ауадан ұшып шығатын аминдерді, аммиакты кешен түзу есебінен
жақсы жұтады.
Литийдің биологиялық қызметі. Литийді өсімдіктердің (қоңыр
және қызыл су балдырында, темекіде, сарғалдақта) және
жануарлардың (бауыры мен өкпесінде) организміндс кездестіруге
болады. Литий тұзына бай жерлерде өсетін өскіндер кереметтей
түрге (литийлік флора) енеді.
Адам үшін үлкен концентрациядағы литий тұздары қауіпті, ал литий шаңы
мен тозаңы болатын ауамен демалу, зиянды ісіктің пайда болуына себепкер
Литий - шойын, қола, магний, алюминий, мырыш қорғасын құйма-
ларын алуда;
— балқыған металдар бойынан еріген газды арылтуда;
литий қосылыстары силикат, шыны өндірісінде шыныларға беріктілік
және атмосфералық коррозияға тұрақтылық беру үшін;
фторлы литий оптикалық приборларды алуда;
литий және литий органикалық қосылыстар ---изопрен полимеризациясында, ал
бутиллитий ---дивинил өндірісінде;
- литий гидриді- сутек алуда; .
литий гидроксиді - сілтілік аккумуляторлардың сыйымдылығын және пайдалану
мерізімін ұзартуда;
- литий металы-ядролық реакторларда;
- литий дейтериді - уран және торий қосылыстарын реакторларда ерітуде
қ о л д а н ы л а д ы .
Сонымен қатар, 6 3Li -сутек изотопы тритийді өндіретін бірден-бір
шикізат көзі болып табылады, яғни:
6 3Li +1 0 n → 3 1H + 4 2He
Келтірілген термоядролық синтез орын алу үшін температураны 50 млн
градусқа дейін көтеру қажеттігі есте болу керек.
Литий қосылыстары адамның ми жүйесіндегі натрий - калий тепе-
теңдігін үйлестіруде үлкен маңыз алады.
Н а т р и й
Таңбасы Na. Аr = 22,989; М(Na) = 22,989 гмоль.
Электрондық қүрылымы: 11 Na 1s2 2s2 p6 3s1
Ашылуы
1807 ж. Хэмфри Дэви жаңа натрий және калий элементтерін ашқандығын
жария етті. Араға бір жыл салып Гей-Люссак және Луи Тенар күйдіргіш натрмен
темірді әрекеттестіріп натрийді алды.
Физикалық қасиеті. Нат р и й –күміс түсті ақ металл. Ол жұмсақ:пышақпен
оңай кесіледі және пластилин не замазка тәрізді саусақпен уқаланады. (оған
құрғақ немесе керосинге малынған саусақпен ғана қол тигізуге болады).
Натрий жеңіл металдар қатарына жатады. Натрий металдық жылтыры бар, ауада
тез тотығатын элемент. Сілтілік металдар тобына жатады. Ол судан сәл жеңіл,
бірақ керосиннен ауыр. Егер оның бір түйірін керосинмен бірге пробиркада
қыздырса, натрий тез балқиды және пішіні сынап тамшысына ұқсас тамшыға
айналады: натрий оңай балқиды және электр тогын өте жақсы өткізеді.
Натрийді керосин бойында сақтайды. Физикалық қасиеттері жөнінен натрий
нағыз металл. Натрий тек қана бір изотоптан Na тұрады.
Табиғаттағы қосылыстары
NaСІ - тастұз (каменная соль)
Na2 SO4 - тенардит
Na2 S04 ∙ 10Н 2 О - мирабилит немесе Глаубер тұзы
NaNO3 - Чили селитрасы
Na3 [AlF6 ] - криолит.
Алынуы
1.Натрий-балқыған натрий гидроксидін электролиздеу арқылы
алынады:
NaOH ↔ Na+ + OH-
Катод (болат): Nа+ + е- → Nа
Анод (графит): 40Н – е-→ 2Н20 + 02.
2.Балқыған хлорлы натрий және хлорлы кальций қоспасының
элсктролизі. Хлорлы кальций балқу температурасын төмендету (600°С дейін)
үшін қосылады.
Катод (болат): Nа++е → Nа (сұйық балқыма)
Анод (графит): 2Сl- - е→ С12↑.
Химиялық қасиеті
1.Фтор, хлор атмосферасында натрий өздігінен тұтанып түз түзеді:
2Na + F2 = 2NaF
2Na + Cl2 = 2NaCl
2Na + Br2 = 2NaBr
Na + I2 → 2NaI
2.Натрий, оттекпен оңай тотығады және пероксид түзеді:
2Nа + 02 = Nа202 натрий пероксиді.
Температураны көтеру және қысымды арттыру асқын пероксид түзілуіне
әкеліп соқтырады:
Nа + 02 = Nа02.
Сілтілік металдардың топша бойымен жоғарыдан төмен қарай пероксид
және асқын пероксидтерінің тұрақтылығы арта түседі.
Натрий оксиді төмендегі өзгеріс бойыншатүзіледі:
Nа202+ 2Nа= 2Nа20
Аталған қосылыс натрий азиді мен натрий селитрасының вакуум жағда-
йында әрекеттесуінен де түзіледі:
5NaN3 + NaNo3 = 3Na2 O + 8N2↑
Пероксидтер және асқын пероксидтер иондық тор құрылымынан тұратын
тотықтырғыштық қасиетке ие қатты заттар,сумен әрекеттесіп сутек асқын
тотығын түзеді:
Na2O2 + 2H2O = 2NaOH + H2O2
2NaO2 + 2H2O = 2NaOH + H2O2 + O2
Пероксид құрамына диамагнитті ион [O]2- ,ал асқын пероксид
құрамына парамагнитті ион [O]- кіреді. Na2O2 немесе NaO2 алюминий
ұнтағымен, ағаш үгіндісімен немесе өзге жанғыш заттармен аз ғана су не
күкірт қышқылының қоспасы қатысында күшті жарқылмен жарылыс береді.
Na2O2 + 2CO2 → 2Na2CO3 + O2
Na2O2 + CO→ Na2CO3
реакцияларына оттегі регенерациялау негізделген.
3Na2O2 + 2Al → 2 NaAlO2 + 2Na2O
Қышқылмен әрекеттесіп сутегі пероксидін түзеді:
Na2O2 +2HCl → 2NaCl + + H2O2
Натрий оксиді сумен әрекеттесіп сілті түзеді.Ал, қатты күйдегі
натрий гидроксидіне озонмен әсер етсе ,озонид түзіледі:
4NaOH + 4O3 = 4NaO3 + 2H2O + O2
Озонид құрамындағы [O3-] ионы парамагнитті . Озонидтер –
тұрақсыз, кәдімгі жағдайдың өзінде оңай ыдырайтын қосылыс.
2NaO3 = 2NaO2 + O2
Озонид су, қышқылдармен белсенді түрде әрекеттеседі:
4NaO3 + 2H2O = 4NaOH + 5O2
2O3- - e- → 3O20 1
O3- + e- → O20 + O2- 2
__________________
4O3- → 5O2 + 2O2-
4NaO3 + 2H2SO4 → 2Na2SO4 + 2H2O + 5O2
Күкіртпен әрекеттесу барысыңда натрий, сульфидтермен қатар
полисульфидтер де түзеді. Литий тек дисульфид түзсе, натрийде күкірт саны
беске дейін теңеледі:
2Na + S Na2S
Na2S + (n-1)S Na2Sn
Мұндағы: n беске дейн өзгереді.
Натрий сульфиді ылғалды ауада тиосульфатқа айналады
Na2 S + 2O2 + H2 O → Na2 S 2 O3 + 2NaOH
S2- – 8e -→ [SO3 S] 2- 1 тотықсыздандырғыш
O2 +4e-→ 2O2- 2 тотықтырғыш
____________________
S2- + 2O2 → S2 O3 + 4O2-
S2 О32- ионы [S03S]2- екені және сульфидотриоксосульфат ион деп ата-
латыны есте болуы керек. Біз көп жағдайда тиосулъфат анион деп атай
береміз.
Вакуум жағдайында натрийді селен және теллурмен қосып балқыту натрий
селенидін және теллуридін береді:
2Na + Sе = Nа2Sе
2Na + Те = Nа2Те
Селенид және теллурид су қатынасында ыдырайды:
Nа2Sе + 2Н20 = 2NаОН + Sе + Н2
3.Натрий литийге қарағанда, азотпен жай қыздырғанда әрекеттеспейді.
Литийден өзге сілтілік металдар нитридін алу үшін азот атмосферасында
металл буына электр разрядымен әсер ету керек.
6Na + N2 = 2Na3 N
Түзілген натрий азиді суға өш (гигроскопичен) ылғалды бойына тез
тартады, онымен белсенді түрде әрексттесіп, аммиак түзеді:
Na3N + ЗН20 =ЗNаОН + NН3↑.
Натрий фосфидін алу үшін элементтерді тікелей әрекеттестіреді немесе
натрийдің сұйық аммиактағы ерітіндісіне ақ фосфор қосады:
ЗNа + Р = Nа3Р
2Nа + 5Р = Nа2Р5.
Фосфид сумен өте жақсы әрекеттеседі, яғни гидролизге ұшырайды:
Nа3Р + ЗН20 = ЗNаОН + РН3↑
Натрий арсениді фосфидтерге қарағанда тұрақсыздау және ылғал
қатысында жылдам ыдырайды:
Nа3Аs + ЗН20 = ЗNаОН + АsН3
Натрий карбидін қызған натрийге ацетилен қосу арқылы алады:
2Na + С2Н2 =Nа2С2 +Н2↑
Ескерту: Литий карбидін литийді көміртекпен тікелей әрекеттестіру
арқылы алуға болады. Ал сілітілік өзге металдар карбидін (Nа,K,Rb,Cs)
оларды ацетилен қосу арқылы алады.
Натрий ацетилениді, литий ацетилениді сияқты сумен әрекеттесіп
ацетилен және гидроксид түзеді:
Nа2С2 + 2Н20 → 2NaОН + С2Н2↑
5. Натрий өзге сілітілік металдармен қатты ерітінді түзбейді, алайда
калиймен 12,3°С балқитын К-Nа құймасын береді.Бұл қасиеті жөнінен, ол
литийге жақын келеді.
Натрий – сұйық алюминиймен араласпайтын литийге қарағанда -
алюминий, галлий, индий, қалайымен араласып, интерметаллидтер
түзеді.Сынаппен амальгама береді.Аммиактағы ерітіндісі қорғасын, сурьма,
висмуттармен бинарлы қосылыстар береді:
4Na + 9Pb Na4Pb9 жасыл түсті ерітінді
3Na + 7SbNa3Sb7 қызыл түсті ерітінді
3Na + 7BiNa3Bi7 қоңыр түсті ерітінді.
Осы аммиакта алынған бинарлы қосылыстар ерітінділерін электролизге
ұшыратқанда, катодта натрий бөлінеді:
Nа + Нg →NаНg натрий амалгамасы.
6.Натрий сутекпен әрекеттесіп тұзтектес гидрид түзеді:
2Na + Н2 = 2NаН.
7.Натрий күрделі заттармен де оңай әрекеттеседі.
Натрий, литийге қарағанда сумен белсенділеу әрекеттесіп, сутек және
гидроксид түзеді:
Na + Н20→NaОН + Н2↑
Осы орайда, сілтілік металдарды қышқылдармен әрекеттестіргенде ол
су молекуласымен бе, әлде қышқыл молекуласымен бе бірінші әрекеттестінін
анықтау мақсатында реакция үшін Гиббс энергиясының өзгерісіне талдау
жасалық.
Мысалы: 1) Na + Н20→NaОН + 0,5Н2
∆гG° = ∆G°f(NаОН) - ∆G°f(Н20) = (-419,2) -(-237,8) =-181,4 кДж.
2) Na + НСl → NаСІ + 0,5Н2↑
∆ГС° = ∆G°f(NаС1) - ∆G°f(НС1) = (-384,0) -(-131,2) = -252,8 кДж.
Келтірілген екі реакция үшін Гиббс энергиясының өзгерісін салыс-
тырамыз:
∆ГС°(2) ∆ГС°(1), яғни (-252,8) (-181,4).
Демек, натрийдің суға қарағанда қышқылмен әрекеттесуі
термодинамикалық тұрғыда тиімді және бірінші кезекте қышқылмен
әрекеттесіп тұз түзетіндігін білдіреді.
2Na + Н2S04 → Nа2S04 + Н2↑
10Nа + 12НNO3(конц.) = 10NаNOз + N2+ 6Н20
Na° - e - →Nа+ 10
тотықсыздандырғыш
2N5+ + 10 e- → N2 11 тотықтырғыш
8 Nа + 10HNO3 (сұйық) = 8NaNO3 + NH4N03 + ЗН2О
Nа0 е-→ Nа+ 8
тотықсыздандыршш
N5+ + 8 e-→ N3- 1 тотықтырғыш
8. Натрий жоғары температурада төмендегідей де
тотықсыздандырғьштық қасиет көрсетеді:
4Nа + ТiСІ4 Ті + 4NаС1
8Na+ Na2S04 4Nа20 + Nа2S
Na0 – e- → Na+ 8 тотықсыздандырғыш
S6+ + e- → S2- 1 тотықтырғыш
К2ZrҒ6] + 4Na Zг + 2КҒ + 4NаҒ
4Nа + ZгС14 Zг + 4NаС1
2Nа +2NH3 + 2С 2NаСN + ЗН2
Натрий асқын тотығы (оксиді) Naг02 -өте белсенді тотықтырғыш: онымен
жанасқан кездегі сірке қышкылы жанады. Nа202 оттектің артық мөлшерінде
натрий жанған кезде түзіледі де көп мөлшерде жылу бөлінеді:
2Na + O2 = Na2O + 124ккал
Техникада Na2O2 (оксилитті) алюминийлік ыдыста натрийді өртеп
алады. Ол -сарылау түсті ұнтақ, оны Кипп аспабында (аппаратында)
тығыздалған түрінде оттектің бір қалыпты берілетін көзі ретінде
пайдаланады.
Сумен Nа202 әрекеттесуі сілті мен сутек асқын тотығының түзілуімен
жүреді:
Na2O2+ 2Н20 = 2NаОН + Н202
Әртүрлі материалдарды ағарту үшін, жууғыш ұнтақтарды дайындау және
т.б. үшін Nа202 пайдалану осы қасиетке негізделген.
Кейбір заттармен (көмір, фосфор, алюминий, темір ұнтағымен,
органикалық заттармен) ылғал қатысында Nа202 соншалықты қызу әрекеттеседі,
бұл реакциялар өздігінен тұтанумен және тіпті қопарылыспен
қатар жүреді.
Көмір кышқылды газ натрий асқын тотығымен карбонатқа байланысады, тағы
да оттек болінеді:
2Nа202 + 2С02 = 2Nа2СО3 + 02↑
немесе
Nа2O + 2КО2 + 2С02 = Na2С03 + К2СО 3+ 202↑
Сіңгуір қайықтар мен ғарьштық кемелердегі ауаны тазарту үшін,
сол сияқты оқшауланған газтұтқыштағы оттек көзі ретіндс натрий асқын
тотығын қолдану осы реакцияларға негізделінген.
Натрий гидроксиді NаОН (каустикалық сода) - суда жақсы еритін
күшті сілті. Қатты түрдегі ол түссіз инелі кристалды масса, ылғал тартқыш.
Оның кептіргіш ретінде қолданылуы осы қасиетіне негізделген.
Өнеркәсіптегі NаОН натрий хлоридінің NаС1 судагы ерітіндісін
электролиздеумен алады:
NаСl + 2Н20 = 2NаОН +С12↑+ Н2↑
сол сияқты сөндірілген ізбес пен соданың Nа2СО3
арасындағы әрекеттесу реакциясымен:
Nа2СО3: + Са(ОН)2 = 2NаОН + СаСО3
Түзілген суда ерімейтін кальций карбонатын СаС03 сүзіп алып
бөледі, ал NаОН ерітіндісін металдық барабанға құяды, онда ол қатты
массаға қатаяды.Осылайша өнделінген сода күйдіргіш болады, оны грекшеде
каустика дейді. Сондықтан мұндай жолмен алынған натрий гидроксидін
каустикалық сода деп атайды.
Натрий гидроксиді суда ери отырып, мол жылу бөледі. Сондай-ақ NаОН
СО2-мен қызу әрекеттесіп, соданы Nа2СО3 түзеді:
2NаОН + СО2 = Na2C03 + H2O
Бұған орай NаОН жабық ыдыста сақтайды
NаOН судағы ерітіндісі, гидрототығы амфотерлік болып келетін
металдармен (алюминий, мырыш, хром және т.б ) әрекеттесіп тұздар түзеді:
Zп + 2NаОH = Nа2ZпО2+ Н2↑
натрий цинкаты
Сол сияқты күйдіргіш натр галогендермен, күкіртпен, фосформен
әрекеттесіп, сәйкесті қышқылдар тұзын түзеді,мысалы:
4Р + 3NаОН + ЗН20 = РН3 + 3NаH2Р02
Қышқылдармен NаОН немесе КОН реакциясы кезінде тұздар түзіледі:
NаOН + НС1=NаС1 + Н20
Сілтілер күшті негіздер ретіндс тұздардан әлсіздеу негіздерді
ығыстырады:
2NаОН + СоСl2 = 2NaС1 + Со(ОН)2
Артық мөлшердегі сілтіде екідайлық (амфотерлік) гидроксидтер ериді:
3NаОН + АІСl3 = 3NaС1 + АІ(ОН)3
NaОН + AI(OH)3 = Na[AI(OH)4]
мұндай кезде кешенді гидроксотұздар түзіледі, ал оның құрамында күрделі
анион [Ме(ОН)n] m- болады.
Балқыған күйдегі күйдіргіш натр шыны, фарфор ыдыстарды жеміреді, ауа
жеткілікті кезінде платина ыдысына да әрекет етеді. Сондай-ақ, ол өсімдік
пен жануарлар тініне де бұзушылық әрекет етеді.
Натрий күкіртпен сульфид Na2S береді, оны натрий сульфатын көмірмен
тотықсыздандырып алуға болады:
Na2SO4 + С Nа2S + 2СO2
Ауадағы оттектің әсерінен Nа2S тиосульфатқа дейін баяу тотығады:
2Nа2S + 202 + Н20 = Nа2S203 + 2NаОН
Егер балқытылған сульфидке күкіртпен әрекет етсе,онда жалпы формуласы Nа2Sх
болатын әртүрлі полисульфидтер алуға болады.
Натрий азотпен нитрид Nа3N түзеді, оны азот атмосферасыңда болатын
натрийге электрлік баяу разрядпен әсер ету арқылы алады.
Сілтілік металдардың нитридтері ылғал тартқыш және сумен қызу
әрекеттеседі:
Na3N + ЗН20 = ЗNаОН + NН3
Натрий мен калий фосфидтер Э3Р және Э2Р5 түзеді, оларды
құрамдастардан тура синтезбен алады немесе сұйық аммиактағы металл
ерітіндісіне ақ фосфордың әрекет етуімен де алады:
ЗNа + Р = Nа3Р
Фосфидтер сумен толық гидролизденеді:
Na3Р + Н20 = NаОН + РН3
Сұйық аммиакта натрийді 350°С дейін қыздырғанда амид NаNН2 алынады:
2Na + 2NH3 = 2NaNН2 + Н2↑
Түзілген амидтер — кристаллдар, жеңіл гидролизденеді де сілтімен
аммиакты түзеді:
NаNH + Н20 = NаОН + NH3
Амидтерді жасыл бояғышты — индиго мен А витаминінің өндірісі үшін
пайдаланады.
Балқытылған амид бетінен азот шала тотығын жіберген
кезде қопарылғыш қосылыс — натрий азиді NaN3 түзіледі.
Натрий басқа металдардың әртүрлі галогенидтерімен әрекеттесіп, осы
тұста сәйкесті катиондарды (мысалы, титанның) металға дейін
тотықсыздандырады.
Натрий мен ацетилен арасындағы реакция өнімін вакуумда қыздырған кезде
натрий карбиді (ацетилиді) Nа2С2 алынған:
2Nа + С2Н2 =
Nа2С2 + Н2
Барлық ацетилидтер сумен ыдырайды:
Nа2С2 + Н20 = NаОН +
С2Н2
Сілтілік металдар спирттермен алкоголяттар түзе отырып әрекеттесе
алады:
НОСН2 - СН2ОН + 2Na → NаОСН2 - СН20Na + Н2↑
сол сияқты органикалық қышқылдармен, натрий ацетатына СН3СООNа ұқсас,
тұздар түзеді. Жоғарғы майлы қышқылдардың натрийлік тұздарын (мысалы,
С17Н35СООNа)сабын алу үшін кеңінен пайдаланады.
Натрийдің таралуы мен оның маңызды қосылыстарының қолданылуы
Натрий қосылыстары табиғатта кеңінен таралған, олар жер қойнауында көп
мөлшерде, көлдердің, теңіздер мен мұхиттар суында, сондай-ақ өсімдіктер мен
жануарлардың тініңде кездеседі.
Тас тұзының (галиттің) шоғыры жер шарының әртүрлі жерінде бар
(Белоруссияда, Австрияда, АҚШ-та, Польшада, Украинада, Оралда және т.б.).
Тас тұздары әртүрлі түрпішін мен текстурада кристаллдық қат-қабаттар
түзеді, кейде олар ішінара жасыл немесе күлгін түске боялады. Мұндай түстер
радиобелсенді сәуле әсерінен тұз кристалдарында натрий металының бөлінуі
салдарынан пайда болады. Тас тұзының қат-қабаттарға қатыптасуына көптеген
жағдайларда ертедегі су қоймаларының (көлдердің) кеуіп кетуі себеп.
Велички (Полъша) қаласының маңындағы ескі тұзды қазбаларда кең
дәліздер мен нағыз залдар бар, олар тас тұзының қат-қабатынан ойыла
қазылған, ондаған шақырымға созылады және әртүрлі фигурамен безендірілген.
Сол сияқты әлсіз жарық түсетін тұздардан жасалынған бұлар әрине қиялға
жетелейді. Осыңдай залдардың біреуінің тұзды қабырғасына суретшілер
барельеф жасаған - Леонардо да Винчидің атақты Құпия кеш картинасының
көшірмесін салған.
Натрий хлориді (ас тұзы) NaСІ теңіз суында, сол сияқты тұзды көлдер
рапасында мол мөлшерде болады. Тұздық тепе-теңцікті зерттей зерделеу,
физика-химиялық талдаудың маңызды да кең ауқымды саласын құрайды, оны
галургия деп атайды және де ол тұздар туралы гылым. Натрий хлоридінің
маңызды да негізгі тұтынушыларының бірі тамақ өнеркәсібі.
Натрий сульфаты табиғатта гидрат түрінде мирабилит минералында
Nа2SО4∙10Н2О (глаубер тұзы) және сусыз тұзда Na2S04 (тенардит минералында)
кездеседі.
Натрий гексафториді Nа3А1Ғ6 - криолит - айтарлықтай сирек минерал: оның
шоғыры тек Гренландияда ғана бар. Балқығыш шақпақтастан (шпат) алынатын
жасанды криолит алюминий өндірісі үшін үлкен мәні бар.
Натрий нитраты жерасты суларының белгілі әрекеті жоқ аудандарда
(Чилидегі Атакама шөліңде) кездеседі.
Натрий карбонаты, немесе сода, табиғатта бикарбонатпен бірге содалы
көлдер табанында шоғырланатын трон минералы түрінде
Nа2С03∙NаНС03∙2Н20 кездеседі. Бұл минералдың шоғыры Арменияда, Сібірде,
Солтүстік Африкада, АҚШ-та бар. Содалық көлдерде моногидрат Nа2С03∙Н20
(термонатрит) жөне он сулы гидрат Nа2СО3∙10Н2О (натрон) кездеседі.
Соданы алу үшін әуелде Леблан әдісін қолданған, ол сонау 1791 жылы
жасақталған. Бұл әдіс бойынша натрий сульфатын көмірмен және ізбес таспен
күйдірген:
Na2S04 + 2С + СаСОз = Nа2С03 + СаS + 2С02 ↑
Содалық балқыманы сумен өндейді, сода сілтісізденеді және ерітінді суалған
соң кристалл Na2С03 ∙Н20 немесе Nа2С03 түрінде алынады. Натрийдің сусыз
карбонатын кальцинирленген сода деп атайды.
Кристаллдық сода термині гидрат Na2СО3-10Н2О дегенді білдіреді.
Тамақ (ас) содасы бикарбонат NаНС03 түрінде болып келеді.
XIX ғасырдың екінші жартысында Леблан әдісін аммиакты-хлоридтік (Сольве
әдісі) әдісі ақырындап ығыстыра бастайды, ол қазіргі кезде әртүрлі
технологиялық және техникалық өзгерістер енгізілген негіз.Сольве әдісі
бойынша натрий хлоридінің ерітіндісін аммиакпен, сосын көмірқышқылды
газымен жоғары қысыммен қанықтырады. Процестің химизмі:
NН3 + Н20 = NН4ОН
NHОН + С02 = NН4НСОз
NаСІ + NН4НСОз = NaНС03 +
NН4СІ
Бикарбонат тұнба түріңде бөлінеді, оны кептіре қақтап бөледі,
нәтижеде карбонатты — кальцинирленген соданы алады:
2NаНС03 → Nа2С03 + Н20 + С02↑
Көмірқышқыл газын өндіріске қайтарады да тұз ерітіндісіне беріледі,
ал аммоний хлориді ізбес сүтімен және ыстық бумен өнделінеді және өнді-
рістің бірінші процесі үшін қажетті аммиак беріледі (аммиакпен қанықтыру).
Металдық натрий авиация моторында жылутасушы ретінде, ал калиймен
қоспасында — ядролық энергетикалық қондырғыда қолданылады.
Натрийдің қорғасынмен құймасын, сол сияқты оның құрамында литийі мен
калийі де бар оны, теміржолдардағы өстік мойынтіректі (подшипникті)
дайындау үшін жұмсайды. Натрий ғарыштық бірінші зерттеулерде маңызды рөл
атқарады.
Натрий гидроксиді сабын қайнату өндірісінде, мұнай өнімдерін тазарту
үшін, сілтілік аккумулятордың электролитін дайындау үшін, тоқыма және
өнеркәсіптің басқа да салаларында қолданылады.
Соданың, хлордың, шынының, сілтілердің, фармацевтикалық
препараттардың, бояғыштардың, қопарылғыш заттардың, тыңайтқыштың өндірісіне
натрий хлоридінің, сульфатының және нитратының едәуір саны керек. Натрий
тиосульфатын кино-фотоөнеркөсібінде және медицинада қолданады.
Натрий арнайы газды жарықты шамда қолданылады. Мұндай натрийлік шамдар
неон газымен толтырылады және онда металдық натрийдің шамалы мөлшері
болады. Шамды қосқан ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Таңбасы Li. А = 6,941; М(Lі)= 6,941 гмоль.
Электрондық құрылымы: Li 1s 22s 1
Ашылуы. Литий - гректің тас деген сөзін білдіре отырып,1817 ж.
ашылды. Берцелиустің шәкірті швед химигі И.А. Арфведсон Уто, темір кенінде
табылған, минералды талдай отырып, оның құрамында жаңа элемент бар
екендігіне тұжырым жасаған.1818 ж. метал күйіндегі литийді ағылшын
оқымыстысы Хэмфри Деви алды. Бұл элементті 1855 ж. неміс химигі
Р.Бунзен және ағылшын ғалымы О.Матиссен де электролиз арқылы алған
болатын..
Литийдің физикалық қасиеті
Литий, судан жеңіл, ауада оңай тотығатын, ашық металдық жылтыры бар,
сілтілік металл тобына жатады. Ауада тез тотығатын болғандықтан керосин,
май бойында темір банкілерде сақтайды.
Изотоптары
Табиғатта литий екі түрлі изотоп түрінде ұшырасады: 36Lі және
37Li. Жасанды, ядролық реакциялар нәтижесінде радиоактивті 38Lі және 39Li
алынады. Алғашқысының жартылай ыдырау периоды 0,841 секунда, ал соңғысынікі
- 0,468 секунда.
Табигаттагы қосылыстары
Литийдің 150-ден аса минерал түрлері бар. Тұрмыста оның негізінен
бес түрі кең қолданыс табады:
Li А1 [Sі2О6] - сподумен
К Li1.5 А11,5 [Si 2Al 10] - лепидолит .
LіА1[Si 4 O10] -петалит
LiAl[PO4](Ғ,ОН) - амблигонит
К Lі (Ғе,Мg) А1 [Si3 Al10] (Ғ,OН)2 - циннвальдит
Алынуы
Лабораторияда литий азидін ыдырату арқылы литий алынады.
2Li N3 2Li + 3N2↑
Li+ + e- → Li0 │ 2
2N3- — 2e- → 3N2 │ 1
Өндірісте литийді көп жағдайда литий хлоридінің балқымасын
электролиздеу арқылы алады. Мұнан соң кезегімен литий карбонатын, литий
хлоридін алады. Литий хлоридінің балқымасын, хлорлы калий тұзы қатысында
электролизге ұшыратады:
Катод (болат) - : Li+ + е- → Li сұйық
Анод (графит) + : 2Сl- – 2е- → С12 газ.
Аса таза (особо чистый) литийді LiI + LiВг қоспасын электролиздеп
алады.
Литий алу барысында төмендегідей реакциялар да пайдаланылады:
Sі + 2Li20 4Li + SіО2,
Кремний орнына ферросилиций қолданылады.
2А1 + ЗLi2О = 6Li + А1203
А1 — 3e → А13+ 1 тотықсыздандырғыш
Li+ + e → Li0 │3 тотықтырғыш
Литийді инертті газ атмосферасында алюметермия әдісімен алу барысы
жоғарыдағыдай тотығу-тотықсыздану реакциясына негізделген.
Химиялық қасиеті
1. Литий галогендермен тікелей әрекеттесіп, тұз түзеді. Фтор, хлорда
литий өздігінен тұтанады.
2 Li + Ғ2 = 2LiҒ
2Lі + С12 = 2LiС1
Сұйық броммен жайбарақат әрекеттеседі, ал иодпен қыздырғанда
барып қосылыс түзеді.
LiҒ - суда нашар ериді және кристаллогидрат түзбейді. Литийдің өзге
галогенидтері суда жақсы ериді, қыздырғанда ыдырауға түспей, балқиды.
2. Литий ауада оттегімен тез тотығады:
4Li + 02 →2Li20.
Қыздыру барысында литий ауада көк жалынмен жанады да Lі20 литий
оксидін түзеді.
Li20 қиын балқитын, суда өзге сілтілік металл оксидтеріне
қарағанда баяулау әрекеттесетін негіздік оксид.
Lі20 ауада көмір қышқыл газын оңай сіңіріп алады:
Li2О + С02 = Li2С03
Ал, Li20 -ның судағы ерітіндісі сілті болып табылады:
Li20 + Н2O = 2LiОН
Өзге сілтілік металдардай литий, оттегімен тікелей әрекеттесіп
асқын тотық (пероксид) Li202 түзбейді.
Литий пероксиді - литий гидроксидінің спирттегі қаныққан
ерітіндісіне сутек асқын тотығымен әсер ету арқылы алынады:
2LiOН + 2Н202 Li2О2 ∙ Н202∙ 2Н2О↓
Түзілген пероксидтер қоспасын вакуумде фосфор ангидриді үстінде
ұстап, бос күйіндегі Li202 жеке бөліп алады.
Литий күкртпен төмендегідей қосылыстар түзеді.
2Lі + S = Li2 S литий сульфиді
2Li + 2S Li2S2 литий
дисульфиді
3.Сілтілік металдар ішінде азотпен жеңіл әрекеттесіп нитрид
түзетін литий ғана. Температураны 250°С-ге дейін көтеру
реакция жылдамдығын арттырады.
6Li + N2 → 2Li3 N жасыл қара түсті литий
нитриді.
Сұйық аммиак бойында литий сольваттанған қаракөк түсті
катион түзіп ерітіндіге көшеді:
Lі + хNНз →[Li ∙yNHз]+ + -e NH3
Балқыған литий үстінен газ күйіндегі аммиакты өткізгенде литий
амиді түзіледі:
2Li + 2NН3 → 2LiNН2 + Н2↑
Литий фосфиді литийдің аммиактағы сұйық ерітіндісіне ақ фосформен
немесе элементтерді өзара тікелей әрекеттестіру арқылы алынады:
ЗLi + Р → Lі3Р
Фосфидтер сумен белсенді әрекеттесіп, фосфин және гидроксид түзеді:
Lі3Р + ЗН20 → ЗLiОН + РН3↑
Ал, литий арсениді Li3Аs өте тұрақсыз, ылғал әсерінен тез ыдырайды.
4. Сілтілік металдар ішінен қыздыру барысында тікелей көміртекпен
және азотпен қосылыс беретіні литий элементі:
2Li + 2С Li2С2 литий карбиді.
Карбид сумен жеңіл әрекеттесіп, ацетилен түзіледі.
Li 2С2 + 2Н20 → 2LiОН + С2Н2
Қыздыру барысында Li 2С2 элементтерге оңай ыдырайды.
5.Сутекпен литий тұз тектес (ионды) гидрид береді:
2Li + Н2 → 2LiН
Li — e- → Li+ 2
тотықсыздандырғыш
Н2 + 2e- → 2Н- 1 тотықтырғыш
Литий гидриді 450°С -де вакуумде қайтадан литиймен сутекке ыдырай
алады :
2LiН →2Li + Н2↑
Литий гидриді төмендегідей өзгерістерге оңай түседі:
2LiH + H2S → Li2S + 2H2 ↑
2Н- – 2e- → H2 │ 1
2H+ + 2e- →H2 │ 1
LiH + HCl → LiCl + H2
LiH + CO2 → HCOOLi литий формиаты.
Литий гидриді алюмогидрид алуда кең қолданылады:
LiН + (А1Н3)n → Li[А1Н4]
эфирдегі ерітіндісі литий алюминий
гидриді
6. Литий сумен, спиртпен галогеналкиндермен, қышқылдармен еркін
әрекеттеседі:
2Li + H2 O →2 LiOH + H2 ↑
2Li + CH3Br →CH3Li + LiBr
Li + С2Н5ОH → 2C2H5OLi + H2
литий этилаты
2Li + 2HCl → 2LiCl + H2 ↑
2Li + H2SO4 → Li2SO4 + H2↑
Литий және оның қосылыстарының химиялық қасиеттері
Литий - күмістей ақ, аса жеңіл металл. Литий басқа металдар арасында
өзінің жеңілдігі бойынша бірінші орында. Ол алюминийден 5 есе жеңіл және
судан 2 еседей жеңіл. Сондықтан, ол судың бетінде де, керосиннің бетіндеде
қалқып жүреді.
Литийді сілтілік металдар арасында иондану энергиясының үлкен мәні
және атом мен ионның үлкен емес өлшемі бөліп тұрады. Оның стандартты
электродтық потенциалы басқа металдардың бәрімен салыстырғанда үлкен емес
теріс мәнде (о=-3,05В) болады. Сондықтан литийдің химиялық белсенділігі
қалған сілтілік металдардыкінен аз.
Сілтілік ерітінділердегі литий қорғаушы оксидтік жұқа қабаттың пайда
болуы салдарынан сумен сатыстырмалы баяу әрекеттеседі:
2Lі + 2Н20 = 2LiОН +H2
Ол ауада тез қарлығады да қара-сұр қабықша түріндегі оксид Li2О және
литий нитриді Lі3N түзіледі. Ол қалыпты жағдайда немесе әлсіз қыздырғанда
литий нитридін Li 3N түзетін жалгыз металл.
Литий 200С температурадан жоғары тұтанады, осы тұстағы оның жалыны
сарғьлт-қызыл түсті болады. Литий оттек ағымында жанған кезде, литий
оксидмен Lі20 қатар, шамалы мөлшердегі асқын тотық та Lі202 түзіледі.
Литий оксиді Li20 - ақ түсті қатты зат, ол литийді ауада немесе оттек
ағымында жаққан кезде асқын тотықпен Li202 араласа, сол сияқты литийдің
нитратын, карбонатын немесе гидроксидін қақтай қыздырған кезде де түзіледі.
Li20 сумен белсенді әрексттесіп, гидроксид түзеді; қышкьшдармен, кышқылдык
және екідайлық оксидтермен тұз түзеді.
Литий гидроксиді LіОН – түссіз, су тартқыш, суда еритін зат, бірақ
та ол суда басқа сілтілік металдар гидроксидіненен гөрі нашарлау ериді.
Қыздырғанда LіОН ыдырайды:
2LіОН Li2О + Н20
Әдетте литий гидроксидін литий сульфатынын Li2S04 ерітіндісіне
Ва(ОН)2 әрекет етіп, теңдеу бойынша алады:
Lі 2SO4 + Ва(ОН)2 = ВаS04 + 2LiOH
немесе сынапты электродпен литий хлоридінің ерітіндісін электролиздеп.
Гидроксид суға литиймен әрекет еткен кезде де
алынады:
Li + Н20 = LiOН+ 12 Н2
LіОН - сілтілік аккумуляторға керекті құрамдас: ол олардың электр
сиымдылығын жоғарылатады және олардың жұмыс істеу мерзімін бірнеше рет
көбейтеді. Литий гидроксидін литий стеаратының өндірісінде пайдаланады -
60°С аяздан бастап 1200С жылу аралығында кеңінен пайдаланатын, жасанды
жағар майға қажетті құрамдас. Олар аязды арктика жағдайында да, ыстық
тропика жағдайында да бірдей жарамды және жоғары авиация үшін ерекше
маңызды.
Сутек ағымында қыздырған кезде (800°С) литий гидрид LіН түзеді — барлық
бірінші топ металдары гидридтерінің арасындағы ең тұрақтысы. Бұл
реакцияласуға қабілетті қосылыс сумен әрекеттескенде сутекті бөледі (1кг
литий гидридінен 2800л сутек алуға болады):
LiH+ Н20 = LiОН + H2 , ∆H0 = -132,3 кДжмоль
Литий гидридінің молекуласында теріс зарядталған сутек ионының бар
екендігін балқыған гидридті электролиздеп дәлелдеуге болады
мұндайда сутек анодта бөлінеді. Литий гидриді аммиакпен имидті береді:
2LiН + NНз = Li2NН + 2Н2
Су бетіндегі адамды сүйемелдеу үшін, әдейі арналған сақтаушы кеудешеге
(жилетке) кейде литий гидридінің таблеткатарын орналастырады.
Литий үшін иондық байланыстың түзілуі тән. Литийорганикалық
қосылыстардағы литий ковалентті байланысты түзеді.
Вакуумдағы көміртекпен литийді қыздырған кезде карбид Lі2С2 алынады,
ол ацетиленнің туындысы болып келеді. Егер бұл карбидке сумен әсер
етсе,онда ацетилен бөлінеді.
Күкірт пен литийді батқытқан кезде сульфид Lі2S түзіледі, ол түссіз
кристалл түрінде болады. Литий сульфиді сулы ерітіндіде жеңіл
гидролизденеді:
Li2S + H2O = LiHS + LiOH
Қыздырған кездегі құрғақ сульфид сульфатқа дейін тотығады, және де осы
тұста ол оттектің екі молекуласын қосып алады екен. Литийдің басқа сілтілік
металлдардан өзгешілігі сол, ол полисулъфидтерді тузбейді.
Литий фосформен фосфид Lі3Р түзеді, ол сумен түгелдей ыдырайды:
Li3Р + ЗН20 = ЗLiOН + РН3
Гидроксидке немесе литий карбонатына сұйытылған азот қышқылымен әрекет
еткенде барынша берік емес литий нитраты LiNO3 алынады:
LiОН + НNO3 = LiNO3 + Н20,
ол 600 0С кезінде ыдырайды:
2LiN03 = Lі20 + 2NО2 + 12О2
Көміртек диоксидімен литий гидроксидінің ерітіндісін бейтараптаған
кезде,суда нашар еритін литий карбонаты Lі2С03 түзіледі:
2LiОН + С02 = Lі2С03 + H2О
Lі2СО3 сұйытылған күкірт қышқылымен ыдыратқан тұста барынша термиялық
тұрақты литий сульфаты Li2S04 түзіледі:
Lі2СО3 + Н2S04 = Li2S04 + С02 + Н20
Литийдің карбонаты басқа сілтілік металдармен салыстырғанда,
бикарбонаттан гөрі,нашар ерімтал (бұл екінші топтағы негізгі топша
металлдары үшін тән), сол сияқты фосфаттың Li3Р04 да нашар ерімталдығымен
ерекшеленеді. Бұл да литийдің сілтілік жер металдармен ұқсастығын
көрсетеді.
Қыздырылған кезде литий көптеген металдармен (мыс, қалайы,
қорғасын,бериллий,алюминий және т.б.) бірге жеңіл балқып, балқымалардың
беріктігін және тұтқырлығын жоғарлатады.
Литийдіц фториді мен хлоридін литий карбонатына сәйкесті қышқылдармен НҒ
немесе НСI,НJ әрекет етіп алуға болады, мысалы:
Li2С03 + 2НСІ = 2LiСІ + С02 + Н20
Литий фториді суда және спиртте нашар ериді. Хлориді бұл
еріткіштерде жақсылау ериді. Литий хлоридінің спирттегі салыстырмалы
жақсылау еруі, спиртте нашар еритін сілтілік жер металдарының хлоридінен
бөліп алуға мүмкіндік береді.
Сол сияқты литийдің басқа галогенидтері де су мен спиртте ерімтал.
Олардың бәрі де су мен аммиакты өзіне жеңіл қосып алады да әртүрлі
гидраттар мен амммиакаттарды (мысалы, LiСI∙Н20, LіСI∙4NН3 және т.б.)
түзеді. Литий йодиді йод ерітіндісінде полийодтарды (LіJ7, LіJ9 және т.б.)
береді
Металдық литийге көмірсутектердің галоидты туындыларымен әрекет ете
отырып, литийдің белсенді алкилдік және арилдік туындыларын алуға болады:
органикалық синтезде қолданылатын этиллитий LіС2Н5, фениллитий LiС6Н5
Литий және оның қосылыстарының қолданылуы
Литий, атап айтқанда оның изотопы Li, тритийді алу үшін шикізат көзі,
өйткені ол нейтрондарды жақсы жұтады (сіңіреді):
Li + 10 n→31Н + 4 2Не
№1 мысал. Литий элементі екі табиғи изотоптан тұрады: 6Lі (массальгқ
үлесі 7,52%) және 7Li (92.48%). Литий элементінің салыстырмалық атомдық
массасы неге тең?
Шешуі. Литий үлгісін есептеу үшін шартты түрдегі массасын
100г теңелтіп қабылдаймыз, яғни т(Li)= 100г. Енді осындағы 6Lі изотоп-
тың массасын есептейміз:
Осы массадағы литийдің зат саны құрайды:
Нақ осы сияқты Li затының массасы мен санын есептейді:
Таңдап алған үлгідегі литий затының жалпы саны болады:
п(Li) = п ( 6Lі) + п ( 7Lі) = 1,25 моль + 13,21 моль = 14.46моль
Литийдің молярлық массасын есептейміз:
Салыстырмалы атомдық масса сандық тұрғыдан алганда молярлық массаға тең,
демек Аr(Lі) = 6,9.
Литийдің 7Li изотопы үлкен жылу сиымдылықта және жылу өткізгіштікте
болғандықтан, ол ядролық реакторларда тиімді жылу тасымалдаушы болып
келеді. Сондықтан ядролық энергетика - литийдің негізгі тұтынушысы.
Литийді шамалы (аз) мөлшерде алюминийге, магнийге және басқа металдарға
қосымша ретінде қосу құймалардың беріктігін көтереді және қышқылдар мен
негіздердің әрекетіне қарсы едәуір төзімді етеді. Металлокерамикалық
бұйымдарды күйдірген кездс бу түріндегі литийді пешке енгізеді. Мысты,
жезді немесе қолалық құймаларды қышқылсыздандыру үшін 50% дейін литийі бар,
кальций мен литийдің қорытпаларын қолданады. Литий буында алюминийді токпен
пісіруге болады.
Литий қосылыстарын керамикада жылтыратпа (глазурь) мен кіреукені
(эмалъ) дайындау үшін қолданады, шыны ісінде - ультракүлгінді сәулені
өткізетін әйнек пен сүзгілердің өндірісі үшін.
Литий тұздарын медицинада подаграны және шизофренияны емдеу үшін, сол
сияқты адам организміндегі натрий-калийлік тендестікті теңестіру үшін де
пайдаланады.
Литийдің барлық газдармен қосылу қабілеттілігі бұл металды ауадан
алатын аргонды тазарту үшін, балқыған металды еріген газдан тазалау үшін
қолдануға мүмкіндік береді.
Синтетикалық каучуктің өндірісіңде литий ұнтағын изопреннің
полимеризация реакциясын үдейту үшін қолданады, ал бутиллитий- дивинилді
полимеризациялау кезінде.
Литийдің хлориді мен бромидін судың буын қайтымды байланыстыру үшін
ауаны конденсирлейтін қондырғыларға енгізеді;мұнан басқа,олар- дың
ерітінділері ауадан ұшып шығатын аминдерді, аммиакты кешен түзу есебінен
жақсы жұтады.
Литийдің биологиялық қызметі. Литийді өсімдіктердің (қоңыр
және қызыл су балдырында, темекіде, сарғалдақта) және
жануарлардың (бауыры мен өкпесінде) организміндс кездестіруге
болады. Литий тұзына бай жерлерде өсетін өскіндер кереметтей
түрге (литийлік флора) енеді.
Адам үшін үлкен концентрациядағы литий тұздары қауіпті, ал литий шаңы
мен тозаңы болатын ауамен демалу, зиянды ісіктің пайда болуына себепкер
Литий - шойын, қола, магний, алюминий, мырыш қорғасын құйма-
ларын алуда;
— балқыған металдар бойынан еріген газды арылтуда;
литий қосылыстары силикат, шыны өндірісінде шыныларға беріктілік
және атмосфералық коррозияға тұрақтылық беру үшін;
фторлы литий оптикалық приборларды алуда;
литий және литий органикалық қосылыстар ---изопрен полимеризациясында, ал
бутиллитий ---дивинил өндірісінде;
- литий гидриді- сутек алуда; .
литий гидроксиді - сілтілік аккумуляторлардың сыйымдылығын және пайдалану
мерізімін ұзартуда;
- литий металы-ядролық реакторларда;
- литий дейтериді - уран және торий қосылыстарын реакторларда ерітуде
қ о л д а н ы л а д ы .
Сонымен қатар, 6 3Li -сутек изотопы тритийді өндіретін бірден-бір
шикізат көзі болып табылады, яғни:
6 3Li +1 0 n → 3 1H + 4 2He
Келтірілген термоядролық синтез орын алу үшін температураны 50 млн
градусқа дейін көтеру қажеттігі есте болу керек.
Литий қосылыстары адамның ми жүйесіндегі натрий - калий тепе-
теңдігін үйлестіруде үлкен маңыз алады.
Н а т р и й
Таңбасы Na. Аr = 22,989; М(Na) = 22,989 гмоль.
Электрондық қүрылымы: 11 Na 1s2 2s2 p6 3s1
Ашылуы
1807 ж. Хэмфри Дэви жаңа натрий және калий элементтерін ашқандығын
жария етті. Араға бір жыл салып Гей-Люссак және Луи Тенар күйдіргіш натрмен
темірді әрекеттестіріп натрийді алды.
Физикалық қасиеті. Нат р и й –күміс түсті ақ металл. Ол жұмсақ:пышақпен
оңай кесіледі және пластилин не замазка тәрізді саусақпен уқаланады. (оған
құрғақ немесе керосинге малынған саусақпен ғана қол тигізуге болады).
Натрий жеңіл металдар қатарына жатады. Натрий металдық жылтыры бар, ауада
тез тотығатын элемент. Сілтілік металдар тобына жатады. Ол судан сәл жеңіл,
бірақ керосиннен ауыр. Егер оның бір түйірін керосинмен бірге пробиркада
қыздырса, натрий тез балқиды және пішіні сынап тамшысына ұқсас тамшыға
айналады: натрий оңай балқиды және электр тогын өте жақсы өткізеді.
Натрийді керосин бойында сақтайды. Физикалық қасиеттері жөнінен натрий
нағыз металл. Натрий тек қана бір изотоптан Na тұрады.
Табиғаттағы қосылыстары
NaСІ - тастұз (каменная соль)
Na2 SO4 - тенардит
Na2 S04 ∙ 10Н 2 О - мирабилит немесе Глаубер тұзы
NaNO3 - Чили селитрасы
Na3 [AlF6 ] - криолит.
Алынуы
1.Натрий-балқыған натрий гидроксидін электролиздеу арқылы
алынады:
NaOH ↔ Na+ + OH-
Катод (болат): Nа+ + е- → Nа
Анод (графит): 40Н – е-→ 2Н20 + 02.
2.Балқыған хлорлы натрий және хлорлы кальций қоспасының
элсктролизі. Хлорлы кальций балқу температурасын төмендету (600°С дейін)
үшін қосылады.
Катод (болат): Nа++е → Nа (сұйық балқыма)
Анод (графит): 2Сl- - е→ С12↑.
Химиялық қасиеті
1.Фтор, хлор атмосферасында натрий өздігінен тұтанып түз түзеді:
2Na + F2 = 2NaF
2Na + Cl2 = 2NaCl
2Na + Br2 = 2NaBr
Na + I2 → 2NaI
2.Натрий, оттекпен оңай тотығады және пероксид түзеді:
2Nа + 02 = Nа202 натрий пероксиді.
Температураны көтеру және қысымды арттыру асқын пероксид түзілуіне
әкеліп соқтырады:
Nа + 02 = Nа02.
Сілтілік металдардың топша бойымен жоғарыдан төмен қарай пероксид
және асқын пероксидтерінің тұрақтылығы арта түседі.
Натрий оксиді төмендегі өзгеріс бойыншатүзіледі:
Nа202+ 2Nа= 2Nа20
Аталған қосылыс натрий азиді мен натрий селитрасының вакуум жағда-
йында әрекеттесуінен де түзіледі:
5NaN3 + NaNo3 = 3Na2 O + 8N2↑
Пероксидтер және асқын пероксидтер иондық тор құрылымынан тұратын
тотықтырғыштық қасиетке ие қатты заттар,сумен әрекеттесіп сутек асқын
тотығын түзеді:
Na2O2 + 2H2O = 2NaOH + H2O2
2NaO2 + 2H2O = 2NaOH + H2O2 + O2
Пероксид құрамына диамагнитті ион [O]2- ,ал асқын пероксид
құрамына парамагнитті ион [O]- кіреді. Na2O2 немесе NaO2 алюминий
ұнтағымен, ағаш үгіндісімен немесе өзге жанғыш заттармен аз ғана су не
күкірт қышқылының қоспасы қатысында күшті жарқылмен жарылыс береді.
Na2O2 + 2CO2 → 2Na2CO3 + O2
Na2O2 + CO→ Na2CO3
реакцияларына оттегі регенерациялау негізделген.
3Na2O2 + 2Al → 2 NaAlO2 + 2Na2O
Қышқылмен әрекеттесіп сутегі пероксидін түзеді:
Na2O2 +2HCl → 2NaCl + + H2O2
Натрий оксиді сумен әрекеттесіп сілті түзеді.Ал, қатты күйдегі
натрий гидроксидіне озонмен әсер етсе ,озонид түзіледі:
4NaOH + 4O3 = 4NaO3 + 2H2O + O2
Озонид құрамындағы [O3-] ионы парамагнитті . Озонидтер –
тұрақсыз, кәдімгі жағдайдың өзінде оңай ыдырайтын қосылыс.
2NaO3 = 2NaO2 + O2
Озонид су, қышқылдармен белсенді түрде әрекеттеседі:
4NaO3 + 2H2O = 4NaOH + 5O2
2O3- - e- → 3O20 1
O3- + e- → O20 + O2- 2
__________________
4O3- → 5O2 + 2O2-
4NaO3 + 2H2SO4 → 2Na2SO4 + 2H2O + 5O2
Күкіртпен әрекеттесу барысыңда натрий, сульфидтермен қатар
полисульфидтер де түзеді. Литий тек дисульфид түзсе, натрийде күкірт саны
беске дейін теңеледі:
2Na + S Na2S
Na2S + (n-1)S Na2Sn
Мұндағы: n беске дейн өзгереді.
Натрий сульфиді ылғалды ауада тиосульфатқа айналады
Na2 S + 2O2 + H2 O → Na2 S 2 O3 + 2NaOH
S2- – 8e -→ [SO3 S] 2- 1 тотықсыздандырғыш
O2 +4e-→ 2O2- 2 тотықтырғыш
____________________
S2- + 2O2 → S2 O3 + 4O2-
S2 О32- ионы [S03S]2- екені және сульфидотриоксосульфат ион деп ата-
латыны есте болуы керек. Біз көп жағдайда тиосулъфат анион деп атай
береміз.
Вакуум жағдайында натрийді селен және теллурмен қосып балқыту натрий
селенидін және теллуридін береді:
2Na + Sе = Nа2Sе
2Na + Те = Nа2Те
Селенид және теллурид су қатынасында ыдырайды:
Nа2Sе + 2Н20 = 2NаОН + Sе + Н2
3.Натрий литийге қарағанда, азотпен жай қыздырғанда әрекеттеспейді.
Литийден өзге сілтілік металдар нитридін алу үшін азот атмосферасында
металл буына электр разрядымен әсер ету керек.
6Na + N2 = 2Na3 N
Түзілген натрий азиді суға өш (гигроскопичен) ылғалды бойына тез
тартады, онымен белсенді түрде әрексттесіп, аммиак түзеді:
Na3N + ЗН20 =ЗNаОН + NН3↑.
Натрий фосфидін алу үшін элементтерді тікелей әрекеттестіреді немесе
натрийдің сұйық аммиактағы ерітіндісіне ақ фосфор қосады:
ЗNа + Р = Nа3Р
2Nа + 5Р = Nа2Р5.
Фосфид сумен өте жақсы әрекеттеседі, яғни гидролизге ұшырайды:
Nа3Р + ЗН20 = ЗNаОН + РН3↑
Натрий арсениді фосфидтерге қарағанда тұрақсыздау және ылғал
қатысында жылдам ыдырайды:
Nа3Аs + ЗН20 = ЗNаОН + АsН3
Натрий карбидін қызған натрийге ацетилен қосу арқылы алады:
2Na + С2Н2 =Nа2С2 +Н2↑
Ескерту: Литий карбидін литийді көміртекпен тікелей әрекеттестіру
арқылы алуға болады. Ал сілітілік өзге металдар карбидін (Nа,K,Rb,Cs)
оларды ацетилен қосу арқылы алады.
Натрий ацетилениді, литий ацетилениді сияқты сумен әрекеттесіп
ацетилен және гидроксид түзеді:
Nа2С2 + 2Н20 → 2NaОН + С2Н2↑
5. Натрий өзге сілітілік металдармен қатты ерітінді түзбейді, алайда
калиймен 12,3°С балқитын К-Nа құймасын береді.Бұл қасиеті жөнінен, ол
литийге жақын келеді.
Натрий – сұйық алюминиймен араласпайтын литийге қарағанда -
алюминий, галлий, индий, қалайымен араласып, интерметаллидтер
түзеді.Сынаппен амальгама береді.Аммиактағы ерітіндісі қорғасын, сурьма,
висмуттармен бинарлы қосылыстар береді:
4Na + 9Pb Na4Pb9 жасыл түсті ерітінді
3Na + 7SbNa3Sb7 қызыл түсті ерітінді
3Na + 7BiNa3Bi7 қоңыр түсті ерітінді.
Осы аммиакта алынған бинарлы қосылыстар ерітінділерін электролизге
ұшыратқанда, катодта натрий бөлінеді:
Nа + Нg →NаНg натрий амалгамасы.
6.Натрий сутекпен әрекеттесіп тұзтектес гидрид түзеді:
2Na + Н2 = 2NаН.
7.Натрий күрделі заттармен де оңай әрекеттеседі.
Натрий, литийге қарағанда сумен белсенділеу әрекеттесіп, сутек және
гидроксид түзеді:
Na + Н20→NaОН + Н2↑
Осы орайда, сілтілік металдарды қышқылдармен әрекеттестіргенде ол
су молекуласымен бе, әлде қышқыл молекуласымен бе бірінші әрекеттестінін
анықтау мақсатында реакция үшін Гиббс энергиясының өзгерісіне талдау
жасалық.
Мысалы: 1) Na + Н20→NaОН + 0,5Н2
∆гG° = ∆G°f(NаОН) - ∆G°f(Н20) = (-419,2) -(-237,8) =-181,4 кДж.
2) Na + НСl → NаСІ + 0,5Н2↑
∆ГС° = ∆G°f(NаС1) - ∆G°f(НС1) = (-384,0) -(-131,2) = -252,8 кДж.
Келтірілген екі реакция үшін Гиббс энергиясының өзгерісін салыс-
тырамыз:
∆ГС°(2) ∆ГС°(1), яғни (-252,8) (-181,4).
Демек, натрийдің суға қарағанда қышқылмен әрекеттесуі
термодинамикалық тұрғыда тиімді және бірінші кезекте қышқылмен
әрекеттесіп тұз түзетіндігін білдіреді.
2Na + Н2S04 → Nа2S04 + Н2↑
10Nа + 12НNO3(конц.) = 10NаNOз + N2+ 6Н20
Na° - e - →Nа+ 10
тотықсыздандырғыш
2N5+ + 10 e- → N2 11 тотықтырғыш
8 Nа + 10HNO3 (сұйық) = 8NaNO3 + NH4N03 + ЗН2О
Nа0 е-→ Nа+ 8
тотықсыздандыршш
N5+ + 8 e-→ N3- 1 тотықтырғыш
8. Натрий жоғары температурада төмендегідей де
тотықсыздандырғьштық қасиет көрсетеді:
4Nа + ТiСІ4 Ті + 4NаС1
8Na+ Na2S04 4Nа20 + Nа2S
Na0 – e- → Na+ 8 тотықсыздандырғыш
S6+ + e- → S2- 1 тотықтырғыш
К2ZrҒ6] + 4Na Zг + 2КҒ + 4NаҒ
4Nа + ZгС14 Zг + 4NаС1
2Nа +2NH3 + 2С 2NаСN + ЗН2
Натрий асқын тотығы (оксиді) Naг02 -өте белсенді тотықтырғыш: онымен
жанасқан кездегі сірке қышкылы жанады. Nа202 оттектің артық мөлшерінде
натрий жанған кезде түзіледі де көп мөлшерде жылу бөлінеді:
2Na + O2 = Na2O + 124ккал
Техникада Na2O2 (оксилитті) алюминийлік ыдыста натрийді өртеп
алады. Ол -сарылау түсті ұнтақ, оны Кипп аспабында (аппаратында)
тығыздалған түрінде оттектің бір қалыпты берілетін көзі ретінде
пайдаланады.
Сумен Nа202 әрекеттесуі сілті мен сутек асқын тотығының түзілуімен
жүреді:
Na2O2+ 2Н20 = 2NаОН + Н202
Әртүрлі материалдарды ағарту үшін, жууғыш ұнтақтарды дайындау және
т.б. үшін Nа202 пайдалану осы қасиетке негізделген.
Кейбір заттармен (көмір, фосфор, алюминий, темір ұнтағымен,
органикалық заттармен) ылғал қатысында Nа202 соншалықты қызу әрекеттеседі,
бұл реакциялар өздігінен тұтанумен және тіпті қопарылыспен
қатар жүреді.
Көмір кышқылды газ натрий асқын тотығымен карбонатқа байланысады, тағы
да оттек болінеді:
2Nа202 + 2С02 = 2Nа2СО3 + 02↑
немесе
Nа2O + 2КО2 + 2С02 = Na2С03 + К2СО 3+ 202↑
Сіңгуір қайықтар мен ғарьштық кемелердегі ауаны тазарту үшін,
сол сияқты оқшауланған газтұтқыштағы оттек көзі ретіндс натрий асқын
тотығын қолдану осы реакцияларға негізделінген.
Натрий гидроксиді NаОН (каустикалық сода) - суда жақсы еритін
күшті сілті. Қатты түрдегі ол түссіз инелі кристалды масса, ылғал тартқыш.
Оның кептіргіш ретінде қолданылуы осы қасиетіне негізделген.
Өнеркәсіптегі NаОН натрий хлоридінің NаС1 судагы ерітіндісін
электролиздеумен алады:
NаСl + 2Н20 = 2NаОН +С12↑+ Н2↑
сол сияқты сөндірілген ізбес пен соданың Nа2СО3
арасындағы әрекеттесу реакциясымен:
Nа2СО3: + Са(ОН)2 = 2NаОН + СаСО3
Түзілген суда ерімейтін кальций карбонатын СаС03 сүзіп алып
бөледі, ал NаОН ерітіндісін металдық барабанға құяды, онда ол қатты
массаға қатаяды.Осылайша өнделінген сода күйдіргіш болады, оны грекшеде
каустика дейді. Сондықтан мұндай жолмен алынған натрий гидроксидін
каустикалық сода деп атайды.
Натрий гидроксиді суда ери отырып, мол жылу бөледі. Сондай-ақ NаОН
СО2-мен қызу әрекеттесіп, соданы Nа2СО3 түзеді:
2NаОН + СО2 = Na2C03 + H2O
Бұған орай NаОН жабық ыдыста сақтайды
NаOН судағы ерітіндісі, гидрототығы амфотерлік болып келетін
металдармен (алюминий, мырыш, хром және т.б ) әрекеттесіп тұздар түзеді:
Zп + 2NаОH = Nа2ZпО2+ Н2↑
натрий цинкаты
Сол сияқты күйдіргіш натр галогендермен, күкіртпен, фосформен
әрекеттесіп, сәйкесті қышқылдар тұзын түзеді,мысалы:
4Р + 3NаОН + ЗН20 = РН3 + 3NаH2Р02
Қышқылдармен NаОН немесе КОН реакциясы кезінде тұздар түзіледі:
NаOН + НС1=NаС1 + Н20
Сілтілер күшті негіздер ретіндс тұздардан әлсіздеу негіздерді
ығыстырады:
2NаОН + СоСl2 = 2NaС1 + Со(ОН)2
Артық мөлшердегі сілтіде екідайлық (амфотерлік) гидроксидтер ериді:
3NаОН + АІСl3 = 3NaС1 + АІ(ОН)3
NaОН + AI(OH)3 = Na[AI(OH)4]
мұндай кезде кешенді гидроксотұздар түзіледі, ал оның құрамында күрделі
анион [Ме(ОН)n] m- болады.
Балқыған күйдегі күйдіргіш натр шыны, фарфор ыдыстарды жеміреді, ауа
жеткілікті кезінде платина ыдысына да әрекет етеді. Сондай-ақ, ол өсімдік
пен жануарлар тініне де бұзушылық әрекет етеді.
Натрий күкіртпен сульфид Na2S береді, оны натрий сульфатын көмірмен
тотықсыздандырып алуға болады:
Na2SO4 + С Nа2S + 2СO2
Ауадағы оттектің әсерінен Nа2S тиосульфатқа дейін баяу тотығады:
2Nа2S + 202 + Н20 = Nа2S203 + 2NаОН
Егер балқытылған сульфидке күкіртпен әрекет етсе,онда жалпы формуласы Nа2Sх
болатын әртүрлі полисульфидтер алуға болады.
Натрий азотпен нитрид Nа3N түзеді, оны азот атмосферасыңда болатын
натрийге электрлік баяу разрядпен әсер ету арқылы алады.
Сілтілік металдардың нитридтері ылғал тартқыш және сумен қызу
әрекеттеседі:
Na3N + ЗН20 = ЗNаОН + NН3
Натрий мен калий фосфидтер Э3Р және Э2Р5 түзеді, оларды
құрамдастардан тура синтезбен алады немесе сұйық аммиактағы металл
ерітіндісіне ақ фосфордың әрекет етуімен де алады:
ЗNа + Р = Nа3Р
Фосфидтер сумен толық гидролизденеді:
Na3Р + Н20 = NаОН + РН3
Сұйық аммиакта натрийді 350°С дейін қыздырғанда амид NаNН2 алынады:
2Na + 2NH3 = 2NaNН2 + Н2↑
Түзілген амидтер — кристаллдар, жеңіл гидролизденеді де сілтімен
аммиакты түзеді:
NаNH + Н20 = NаОН + NH3
Амидтерді жасыл бояғышты — индиго мен А витаминінің өндірісі үшін
пайдаланады.
Балқытылған амид бетінен азот шала тотығын жіберген
кезде қопарылғыш қосылыс — натрий азиді NaN3 түзіледі.
Натрий басқа металдардың әртүрлі галогенидтерімен әрекеттесіп, осы
тұста сәйкесті катиондарды (мысалы, титанның) металға дейін
тотықсыздандырады.
Натрий мен ацетилен арасындағы реакция өнімін вакуумда қыздырған кезде
натрий карбиді (ацетилиді) Nа2С2 алынған:
2Nа + С2Н2 =
Nа2С2 + Н2
Барлық ацетилидтер сумен ыдырайды:
Nа2С2 + Н20 = NаОН +
С2Н2
Сілтілік металдар спирттермен алкоголяттар түзе отырып әрекеттесе
алады:
НОСН2 - СН2ОН + 2Na → NаОСН2 - СН20Na + Н2↑
сол сияқты органикалық қышқылдармен, натрий ацетатына СН3СООNа ұқсас,
тұздар түзеді. Жоғарғы майлы қышқылдардың натрийлік тұздарын (мысалы,
С17Н35СООNа)сабын алу үшін кеңінен пайдаланады.
Натрийдің таралуы мен оның маңызды қосылыстарының қолданылуы
Натрий қосылыстары табиғатта кеңінен таралған, олар жер қойнауында көп
мөлшерде, көлдердің, теңіздер мен мұхиттар суында, сондай-ақ өсімдіктер мен
жануарлардың тініңде кездеседі.
Тас тұзының (галиттің) шоғыры жер шарының әртүрлі жерінде бар
(Белоруссияда, Австрияда, АҚШ-та, Польшада, Украинада, Оралда және т.б.).
Тас тұздары әртүрлі түрпішін мен текстурада кристаллдық қат-қабаттар
түзеді, кейде олар ішінара жасыл немесе күлгін түске боялады. Мұндай түстер
радиобелсенді сәуле әсерінен тұз кристалдарында натрий металының бөлінуі
салдарынан пайда болады. Тас тұзының қат-қабаттарға қатыптасуына көптеген
жағдайларда ертедегі су қоймаларының (көлдердің) кеуіп кетуі себеп.
Велички (Полъша) қаласының маңындағы ескі тұзды қазбаларда кең
дәліздер мен нағыз залдар бар, олар тас тұзының қат-қабатынан ойыла
қазылған, ондаған шақырымға созылады және әртүрлі фигурамен безендірілген.
Сол сияқты әлсіз жарық түсетін тұздардан жасалынған бұлар әрине қиялға
жетелейді. Осыңдай залдардың біреуінің тұзды қабырғасына суретшілер
барельеф жасаған - Леонардо да Винчидің атақты Құпия кеш картинасының
көшірмесін салған.
Натрий хлориді (ас тұзы) NaСІ теңіз суында, сол сияқты тұзды көлдер
рапасында мол мөлшерде болады. Тұздық тепе-теңцікті зерттей зерделеу,
физика-химиялық талдаудың маңызды да кең ауқымды саласын құрайды, оны
галургия деп атайды және де ол тұздар туралы гылым. Натрий хлоридінің
маңызды да негізгі тұтынушыларының бірі тамақ өнеркәсібі.
Натрий сульфаты табиғатта гидрат түрінде мирабилит минералында
Nа2SО4∙10Н2О (глаубер тұзы) және сусыз тұзда Na2S04 (тенардит минералында)
кездеседі.
Натрий гексафториді Nа3А1Ғ6 - криолит - айтарлықтай сирек минерал: оның
шоғыры тек Гренландияда ғана бар. Балқығыш шақпақтастан (шпат) алынатын
жасанды криолит алюминий өндірісі үшін үлкен мәні бар.
Натрий нитраты жерасты суларының белгілі әрекеті жоқ аудандарда
(Чилидегі Атакама шөліңде) кездеседі.
Натрий карбонаты, немесе сода, табиғатта бикарбонатпен бірге содалы
көлдер табанында шоғырланатын трон минералы түрінде
Nа2С03∙NаНС03∙2Н20 кездеседі. Бұл минералдың шоғыры Арменияда, Сібірде,
Солтүстік Африкада, АҚШ-та бар. Содалық көлдерде моногидрат Nа2С03∙Н20
(термонатрит) жөне он сулы гидрат Nа2СО3∙10Н2О (натрон) кездеседі.
Соданы алу үшін әуелде Леблан әдісін қолданған, ол сонау 1791 жылы
жасақталған. Бұл әдіс бойынша натрий сульфатын көмірмен және ізбес таспен
күйдірген:
Na2S04 + 2С + СаСОз = Nа2С03 + СаS + 2С02 ↑
Содалық балқыманы сумен өндейді, сода сілтісізденеді және ерітінді суалған
соң кристалл Na2С03 ∙Н20 немесе Nа2С03 түрінде алынады. Натрийдің сусыз
карбонатын кальцинирленген сода деп атайды.
Кристаллдық сода термині гидрат Na2СО3-10Н2О дегенді білдіреді.
Тамақ (ас) содасы бикарбонат NаНС03 түрінде болып келеді.
XIX ғасырдың екінші жартысында Леблан әдісін аммиакты-хлоридтік (Сольве
әдісі) әдісі ақырындап ығыстыра бастайды, ол қазіргі кезде әртүрлі
технологиялық және техникалық өзгерістер енгізілген негіз.Сольве әдісі
бойынша натрий хлоридінің ерітіндісін аммиакпен, сосын көмірқышқылды
газымен жоғары қысыммен қанықтырады. Процестің химизмі:
NН3 + Н20 = NН4ОН
NHОН + С02 = NН4НСОз
NаСІ + NН4НСОз = NaНС03 +
NН4СІ
Бикарбонат тұнба түріңде бөлінеді, оны кептіре қақтап бөледі,
нәтижеде карбонатты — кальцинирленген соданы алады:
2NаНС03 → Nа2С03 + Н20 + С02↑
Көмірқышқыл газын өндіріске қайтарады да тұз ерітіндісіне беріледі,
ал аммоний хлориді ізбес сүтімен және ыстық бумен өнделінеді және өнді-
рістің бірінші процесі үшін қажетті аммиак беріледі (аммиакпен қанықтыру).
Металдық натрий авиация моторында жылутасушы ретінде, ал калиймен
қоспасында — ядролық энергетикалық қондырғыда қолданылады.
Натрийдің қорғасынмен құймасын, сол сияқты оның құрамында литийі мен
калийі де бар оны, теміржолдардағы өстік мойынтіректі (подшипникті)
дайындау үшін жұмсайды. Натрий ғарыштық бірінші зерттеулерде маңызды рөл
атқарады.
Натрий гидроксиді сабын қайнату өндірісінде, мұнай өнімдерін тазарту
үшін, сілтілік аккумулятордың электролитін дайындау үшін, тоқыма және
өнеркәсіптің басқа да салаларында қолданылады.
Соданың, хлордың, шынының, сілтілердің, фармацевтикалық
препараттардың, бояғыштардың, қопарылғыш заттардың, тыңайтқыштың өндірісіне
натрий хлоридінің, сульфатының және нитратының едәуір саны керек. Натрий
тиосульфатын кино-фотоөнеркөсібінде және медицинада қолданады.
Натрий арнайы газды жарықты шамда қолданылады. Мұндай натрийлік шамдар
неон газымен толтырылады және онда металдық натрийдің шамалы мөлшері
болады. Шамды қосқан ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz