Home / Thiết Bị Điện Tử / Kim loại Natri: tính chất hóa học & ứng dụng khoa học

Kim loại Natri: tính chất hóa học & ứng dụng khoa học

/

Nguyên tố natri là một thành phần chủ yếu của trái đất. Trong số các nguyên tố kim loại, hàm lượng của nó ngồi ở ghế thứ tư chỉ sau nhôm, sắt, canxi. Nguyên tố natri phân bố rất rộng trong vỏ trái đất, nó không những có vùng mỏ phong phú của riêng mình, mà cả trong nước, trong đất, thậm chí trong không khí, trên không trung cũng đều có thể tìm thấy dấu vết của nó.

kim loại natri

1. Tính chất hóa học của kim loại Natri

Natri trong dạng kim loại có màu trắng bạc, có ánh sáng bóng rất đẹp. Natri và liti giống nhau, nó rất mềm, có thể cắt được bằng dao. Mật độ của natri nhỏ hơn nước, có thể nổi trên mặt nước, và có thể xảy ra phản ứng mạnh với nước. Cho một miếng natri vào trong nước, natri sẽ nổi trên mặt nước, nhiệt mà phản ứng của nó với nước phát ra, có thể ngay lập tức làm nó tan thành những quả cầu nhỏ lấp lánh. Những quả cầu nhỏ nhanh chóng di chuyển theo các hướng, như nhảy múa trên mặt nước, quả cầu nhỏ dần dần nhỏ lại, thậm chí cuối cùng biến mất hoàn toàn mới thôi.

2. Phản ứng hóa học Natri với nước

Tại sao nói natri là một người bạn vô cùng nghịch ngợm? Nếu bạn không tin, thì đề nghị bạn hãy xem biểu hiện dưới đây của nó:

Natri gặp nước thì sẽ ngay lập tức sinh ra natri hidroxit và giải phóng hidro. Cho dù có để natri trong không khí thì nó cũng không chịu an phận thủ thường. Bởi vì trong không khí cũng có một lượng hơi nước nhỏ, oxy trong không khí và natri cũng là bạn tốt “tâm đầu ý hợp”. Natri vừa gặp oxi, thì sẽ kết hợp rất mật thiết với nó, biến thành natri oxit.

Do đó, một miếng natri trong dạng kim loại lấp lánh ánh bạc chỉ cần ở trong không khí một lúc thôi thì nó sẽ nhanh chóng mất đi sự sáng bóng, toàn thân trên dưới khoác lên một chiếc “áo khoác” màu trắng xám do natri oxit và natri hidroxit tạo thành.

Để ngăn chặn natri nghịch ngợm gây chuyện, người ta chỉ còn cách “nhốt chặt” natri trong dạng kim loại cả ngày ở trong lớp dầu mỏ. Song cho dù có như thế thì nếu thời gian để lâu, nguyên tố natri với tính cách hoạt bát sẽ vẫn âm thầm kết hợp với không khí và hơi nước chốn chui vào bên trong đó để rồi mất đi vẻ sáng bóng.

Do ở đâu cũng có không khí và nước, vì đó, thế giới tự nhiên, natri luôn luôn kết hợp với các “bạn”. Natri “độc thân”, natri ở trạng thái kim loại hầu như không tồn tại trong thế giới tự nhiên.

3. Ứng dụng của kim loại Natri trong khoa học

Do “cơ thể” yếu mềm và “tính cách” hoạt bát lạ thường của natri trong dạng kim loại, khiến cho nó không có chỗ đứng trong ngành chế tạo máy. Natri trong dạng kim loại vừa không thể dùng để chế tạo các loại linh kiện phụ tùng, và cũng không thể nào làm được dây dẫn. Song, các nhà hoá học lại rất thích “tính cách” của natri trong dạng kim loại, vì thế, hàng năm một lượng lớn natri trong dạng kim loại đa số đều đến với các bộ phận của ngành công nghiệp hoá học để “phục vụ” cho nhân loại.

Tận dụng đặc điểm natri trong dạng kim loại rất thích tác dụng với nước này, ngành công nghiệp hoá học đã lấy natri dùng làm chất khử nước. Khi hàm lượng nước trong este hoặc các chất hòa tan hữu cơ khác còn lại rất ít, các chất làm khô thông thường.

Ví dụ như calcium chloride không thể làm gì được. Lúc này, nếu cho vào một ít miếng natri trong dạng kim loại mỏng thì natri trong dạng kim loại ngay lập tức sẽ hoà hợp với các phân tử nước còn sót lại trong chất hoà tan hữu cơ, tạo thành natri hidroxit và oxy. Natri hiđroxit có tính không bốc hơi, sau khi chưng cất, thì có thể thu được chất hoà tan hữu cơ tuyệt đối không có nước.

Natri trong dạng kim loại còn là một chất hoàn nguyên rất mạnh. Chất hoàn nguyên được dùng rất rộng rãi trong ngành công nghiệp hoá học – hợp kim natri thủy ngân, chính là hợp kim do natri và thủy ngân tạo thành. Ở đây, thủy ngân thực ra chỉ tồn tại như là một chất pha loãng, mục đích của nó là khiến cho natri khi hoàn nguyên “người khác”, không đến nỗi quá “ngang ngược”.

Bản thân natri trong dạng kim loại và ethanol natri do kim loại natri và ethanol (còn gọi là cồn) tạo thành, thường xuất hiện trong lĩnh vực công nghiệp hoá học và sản xuất thuốc với “vai diễn” là chất xúc tác. Với sự dẫn mối nhiệt tình của “bà mối” ethanol natri này, “kết hợp” hoá học của rất nhiều chất trở nên dễ dàng và nhanh chóng. Có một số chất vốn là phải trong nhiệt độ cao áp lực cao thì mới phát huy tác dụng, thì với nó trong nhiệt độ và áp lực tương đối thấp cũng có thể thực hiện được.

Có một điểm có thể rất nhiều bạn thiếu niên đã biết, đó chính là: một lượng lớn natri trong dạng kim loại dùng trong công nghiệp cao su tổng hợp, ví dụ như cao su buna nổi tiếng, chính là không thể thiếu natri được.

Tóm lại, về ứng dụng trong ngành công nghiệp hoá học của natri thì thực sự có rất nhiều ví dụ không thể kể hết được.

Trong phòng thí nghiệm của các nhà khoa học, natri có rất nhiều ứng dụng quan trọng và thú vị. Ví dụ, khi bạn muốn biết trong hợp chất hữu cơ nào đó có chứa các nguyên tố như lưu huỳnh, clo, brom, iot, nitơ hay không, chúng ta không thể để hợp chất hữu cơ này tác dụng với chất thử thông thường. Đó là vì các loại nguyên tố trong hợp chất hữu cơ không tồn tại ở trạng thái i-on, vì thế chúng không thèm để ý đến chất thử vô cơ. Để làm cho các nguyên tố trên biến thành trạng thái ion, thì phương pháp đơn giản nhất chính là cho tăng nhiệt chất hữu cơ cùng với natri trong dạng kim loại, như thế thì trong nháy mắt natri trong dạng kim loại hoạt bát, nghịch ngợm này sẽ “tháo rời” chất hữu cơ, đồng thời lần lượt kết hợp với những nguyên tố đó tạo thành những hợp chất natri hoá tương ứng. Lúc này, người ta có thể dùng thuốc thử vô cơ để kiểm tra xem chúng có tồn tại hay không.

4. Ứng dụng khác của kim loại Natri 

Phần trên đã giới thiệu tình hình “phục vụ” của natri trong giới hoá học rồi, thực ra, ở những lĩnh vực khác nó cũng có rất nhiều cách dùng quan trọng. Ví dụ, đèn ánh sáng natri làm bằng natri chính là nguồn ánh sáng đơn sắc mà rất nhiều loại dụng cụ đo hay dùng.

Cái quý hơn cả là natri trong dạng kim loại có thể theo kịp bước thời đại, đã có những đóng góp to lớn trong nhiều lĩnh vực kỹ thuật cao mới mẻ. Trong trạm điện nguyên tử, năng lượng nguyên tử sau khi giải phóng ra với hình thức nhiệt, thì phải dựa vào thuốc dẫn nhiệt để truyền dẫn nhiệt năng này ra, sau đó lại biến chúng thành điện năng.

Nước là thuốc dẫn nhiệt thường dùng nhất, song, nước có một khuyết điểm rất lớn, đó là điểm sôi của nó rất thấp, ở nhiệt độ 100°C dưới áp lực thường là đã biến thành khí rồi. Trong nhiệt độ cao, áp lực của hơi nước sẽ trở nên rất lớn, như thế sẽ gây ra rất nhiều phiền phức cho thiết bị.

Nếu dùng natri trong dạng kim loại làm chất dẫn nhiệt, do natri trong dạng kim loại phải đến 890°C mới sôi và biến thành khí, mà áp lực của hơi natri không lớn, nên yêu cầu về áp lực đối với thiết bị có thể thấp hơn nhiều. Như thế, sự việc sẽ dễ dàng hơn nhiều.

Trong tàu ngầm, tàu du hành vũ trụ và cả “nhà ở” trên mặt trăng, natri cũng có cách dùng kỳ diệu. Phần trên chúng tôi đã đề cập tới, natri rất dễ bị oxy hoá, ở nhiệt độ thường, nó có thể kết hợp với oxy trong không khí để tạo thành chất oxy hoá. Natri kết hợp với oxy sẽ tạo thành natri oxit. Natri oxit cực kỳ không ổn định, nó sẽ tiếp tục cho thấy Na2O2 là một kho oxy tuyệt diệu, oxy hoá, tạo thành sodium peroxide Na2O2. Nghiên khi cần dùng oxy, thì chỉ cần để lộ Na2O2 trong không khí, nó gặp CO2 trong không khí, thì sẽ có phản ứng với nó, tạo thành natri cacbonat và giải phóng oxy. Vì vậy, trong tàu ngầm, tàu du hành vũ trụ và “nhà ở” trên mặt trăng trong tương lai, Na2O2 có thể thể hiện vai trò của mình.

Phần giới thiệu trên chỉ là một số cách dùng quan trọng của “bản thân” natri trong dạng kim loại. Đối với cách dùng của hợp chất natri, ở đây không nói thêm nữa.

This div height required for enabling the sticky sidebar
error: Content is protected !!
Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views :