Свойства простого вещества

Металлический натрий легко окисляется на воздухе - его хранят без доступа воздуха. В лабораториях металлический натрий обычно сохраняют в банках под слоем керосина. При работе с этим металлом необходимо соблюдать правила техники безопасности. Натрий нельзя трогать руками (брать только пинцетом). Остатки натрия нельзя выбрасывать в раковину или мусорник - их обычно растворяют в небольшом количестве спирта (реакция протекает спокойно). При смешивании с водой такого раствора получается водно-спиртовая щелочь, пригодная для технических целей. Натрий, брошенный в воду, бурно с ней реагирует. При этом кусочек натрия перемещается, "бегает" по воде. Если его остановить, он перегревается и выделяющийся водород вспыхивает желтым пламенем. В конце горения, вследствие образования неустойчивых пероксидных соединений, происходит слабый взрыв и растрескивание остатков металла и пероксидов. Это опасный момент, так как раскаленные и едкие капли могут попасть в лицо. Аналогичный эффект получается в более слабом виде и в конце реакции небольшого (не более горошины!) бегающего кусочка металла с водой. Помещение большого куска натрия в воду ведет к сильнейшему взрыву!

При взаимодействии натрия с водой получается гидроксид и выделяется водород:

При нагревании на воздухе натрий сначала плавится (при 97,7 °С), а затем уже загорается, превращаясь в пероксид:

Натрий - тягучий, мягкий металл, легко режется ножом и вытягивается. Он хорошо проводит электрический ток, а при действии света испускает электроны (фотоэлектрический эффект). Это явление указывает на относительно слабую связь внешних электронов с ядром. Именно поэтому натрий (и вообще щелочные металлы) действуют в химических реакциях как сильнейшие восстановители - они стремятся отдать свои внешние электроны и перейти в состояние положительного иона.

Применение натрия. Металлический натрий находит широкое и разнообразное применение. В расплавленном состоянии он представляет собой жидкость, хорошо проводящую теплоту, и используется поэтому в качестве теплоносителя. Подобные теплоносители позволяют обеспечить быстрое и равномерное распределение теплоты при бурно протекающих экзотермических реакциях. Так, в авиационных двигателях развивается высокая температура и возникает необходимость равномерно распределить теплоту. Для достижения этого в клапаны двигателя вводят натрий; при работе натрий расплавляется и действует как теплоноситель. В тех же целях сплав натрия и калия применяется в мощных ядерных реакторах, при работе которых выделяется много теплоты. Смесь жидких металлов, циркулируя в замкнутом трубопроводе, переносит теплоту из горячей зоны реактора к воде. Образующийся водяной пар используется для получения механической и электрической работы. Сплав натрия и калия подходит для этих целей лучше других веществ, так как он не вызывает коррозии конструкционных материалов, выдерживает высокие температуры и слабо поглощает нейтроны.

Обладают ценными для техники свойствами сплавы натрия и с другими металлами. Так, сплав свинца, натрия, лития и кальция способен, сохраняя твердость и не растрескиваясь, сжиматься при повышении давления на 28%- Этот сплав применяют для изготовления осевых подшипников на железнодорожном транспорте. Натрий использовали и для исследований космоса. В 1959 г. для точного определения траектории ракеты Земля - Луна с Земли в космос была направлена ракета, выбросившая в заданный момент облако натрия - яркое свечение его было видно с Земли как искусственная комета. На улицах городов можно видеть светильники, излучающие желтоватый свет, похожий на солнечный,- в трубках этих люминесцентных светильников находятся пары натрия.

Натрий часто помогает химикам провести реакции восстановления, потому что натрий, как и все щелочные металлы,- активный восстановитель. Каталитические свойства натрия сыграли большую роль в развитии промышленности искусственного каучука. Выдающийся советский химик С. В. Лебедев применил этот металл в качестве ускорителя процесса полимеризации бутадиена и получил первые в мире образцы искусственного каучука. Не меньшее, а пожалуй, большее техническое и промышленное значение имеют разнообразные соединения натрия.