natriumforbindelser

Artikelstart

Natriumforbindelser har en række ligheder med forbindelser af alkalimetallerne kalium, rubidium og cæsium, men i mindre grad med lithiumforbindelser. Normalt optræder natrium med oxidationstrin +1, men i nogle sammenhænge er oxidationstrinnet ikke entydigt defineret.

Det gælder fx opløsninger af natrium i ammoniak. Disse opløsninger, der er blå, når de er fortyndede, og bronzefarvede ved store natriumkoncentrationer, leder den elektriske strøm elektrolytisk, det vil sige, at opløsningen synes at indeholde både natriumioner, Na+, og elektroner.

Natrium danner ligeledes mange intermetalliske forbindelser, hvor komponenterne ikke kan tildeles bestemte oxidationstrin. Særlig karakteristiske er natrium-kviksølv-forbindelserne, hvoraf der er påvist i hvert fald fire: NaHg, NaHg2, NaHg4 og Na3Hg2. Også bly danner en række forbindelser med natrium, og en af dem, NaPb, anvendes til fremstilling af stoffet tetraethylbly, der bruges til at øge benzins oktantal, men nu har vigende betydning på grund af dets giftighed.

Natriumsalte

Natrium danner en række forbindelser af sammensætning NaX, hvor X kan være et af halogenerne fluor, klor, brom eller jod. Af disse er natriumklorid, NaCl, det vigtigste. Det kendes også under navne som kogsalt, køkkensalt, stensalt eller blot salt. Det forekommer i naturen i store mængder dels i form af aflejringer i undergrunden, i Danmark fx nær Mariager, dels i havvand samt i en række saltsøer.

I varme, tørre egne udvindes det ved inddampning af saltholdigt vand i flade bassiner. Natriumkloridets struktur var blandt de første, der blev bestemt ved røntgenkrystallografi, og er et typisk eksempel på den klasse af forbindelser, salte, hvori krystallerne ikke indeholder simple molekyler. Det må i stedet opfattes som værende sammensat af natriumioner, Na+, og kloridioner, Cl-, hvor hver natriumion er omgivet af seks klorioner anbragt i hjørnerne af et oktaeder, og hver klorion tilsvarende er omgivet af seks natriumioner ligeledes anbragt i hjørnerne af et oktaeder. Strukturen kaldes natriumkloridstrukturen, og en række forbindelser krystalliserer med denne struktur.

Fremstilling af natriumforbindelser ud fra natriumklorid

Natriumklorid tjener som udgangsprodukt for fremstilling af en række andre natriumforbindelser. Natriumhydroxid, NaOH, også kaldet kaustisk soda og natronhydrat, er den vigtigste industrielt fremstillede base. Opløsninger af natriumhydroxid, der er stærkt ætsende, kaldes i daglig tale natronlud. Hovedparten af natriumhydroxid fremstilles ved kloralkaliprocessen. Natriumklorid og calciumcarbonat er råprodukter til fremstilling af soda, natriumcarbonat, Na2CO3, fx ved Solvay-metoden (se soda). Soda udvindes endvidere fra såkaldte natronsøer, blandt andet i Egypten. Natriumhydrogencarbonat, NaHCO3, i daglig tale kaldet natron og tidligere også tvekulsurt natron, er et mellemprodukt i Solvay-metoden. Det er et mildt syreneutraliserende stof med medicinsk anvendelse og er også en bestanddel af bagepulver.

Natriumsulfat, Na2SO4, forekommer i naturen som mineralet thenardit og udkrystalliserer fra vandig opløsning som et dekahydrat, Na2SO4∙10H2O, tillige kaldet glaubersalt, soda eller natron. Det fremstilles også ud fra natriumklorid ved omsætning med svovlsyre, hvorved der samtidig dannes hydrogenklorid, der med vand danner saltsyre. Det kan desuden dannes ved at behandle natriumklorid med magnesiumsulfat med samtidig dannelse af magnesiumklorid.

Andre salte af natrium og deres anvendelse

Natriumnitrat, NaNO3, kaldes også chilesalpeter og er det vigtigste nitrat, der forekommer i naturen. Det havde tidligere stor anvendelse som gødningsmiddel og til salpetersyreproduktion, men har nu kun begrænset betydning. Ved ophedning danner det natriumnitrit, NaNO2, der bl.a. bruges til at modvirke korrosion og til konservering af kød. Natriumsulfit, Na2SO3, og natriumhydrogensulfit (natriumbisulfit), NaHSO3, anvendes som blegemidler og til at fjerne overskydende klor ved blegeprocesser.

Natriumthiosulfat, Na2S2O3∙5H2O, anvendes i den fotografiske teknik til opløsning af ubelyst sølvklorid og sølvbromid og kaldes i denne sammenhæng fiksersalt. Det har analytisk anvendelse ved titrering af oxidationsmidler samt i teknikken som "antiklor". Natriumsulfid, Na2S, danner med vand en stærkt basisk opløsning, der finder anvendelse til afhåring af huder, før disse garves. Natriumcyanid, NaCN, danner komplekser med blandt andet sølv og guld, hvilket udnyttes ved udvindingen af disse metaller. Trinatriumfosfat, Na3PO4, og natriumpolyfosfater anvendes blandt andet i vaskemidler (se fosfor). Natriumcarbonat danner ved smeltning med siliciumoxid forskellige typer silikater, for eksempel Na4SiO4, der med vand danner en geléagtig masse, der kaldes vandglas (for andre natriumsilikater, se silicium).

Oxider

Natrium reagerer med luftens oxygen og danner ved langsom indvirkning en blanding af det farveløse oxid natriumoxid, Na2O, og det gule natriumperoxid, Na2O2. Sidstnævnte dannes rent ved forbrænding af natrium i overskud af oxygen. Det er et kraftigt oxidationsmiddel og kan anvendes til blegning, fx i papirindustrien, og til at rense luft for kuldioxid, fx i ubåde, under samtidig afgivelse af oxygen.

Hydrider

Natriumhydrid, NaH, er et saltagtigt hydrid med natriumkloridstruktur. Det indeholder natriumioner og hydridioner, H-. Det fremstilles af natrium og hydrogen ved opvarmning, og det anvendes især til syntese af natriumtetrahydridoborat, Na[BH4], der er blevet et vigtigt reduktionsreagens i organisk syntese, fx til fremstilling af alkoholer fra aldehyder og ketoner. Det tilsvarende natriumtetrahydridoaluminat, Na[AlH4], er også et kraftigt reduktionsmiddel.

Komplekse forbindelser

De fleste natriumforbindelser er letopløselige i vand. En undtagelse er natriumhexahydroxoantimonat, Na[Sb(OH)6], der tjener til påvisning af natrium. Natriumionen er i vandig opløsning normalt kun en svag kompleksdanner. En undtagelse danner en særlig klasse af organiske, ringformede forbindelser kaldet kroneethere. Deres særlige struktur gør det muligt for dem helt at omslutte metalioner, herunder natriumioner, og danne komplekser.

Salte af organiske syrer

Det stærkt basiske natriumhydroxid reagerer med selv meget svage organiske syrer, fx fedtsyrerne. Almindelig sæbe består således af en blanding af natriumpalmitat, C15H31COONa, natriumstearat, C17H35COONa, og natriumoleat, C17H33COONa. Benzoesyrens natriumsalt, natriumbenzoat, er et vigtigt konserveringsmiddel.

Metalorganiske forbindelser

Også i denne klasse af forbindelser optræder natrium overvejende med oxidationstrin +1. Cyclopentadienylnatrium, C5H5Na, kan opfattes som opbygget af natriumioner og C5H5--ioner. Et andet eksempel er reaktionsproduktet mellem naftalen og natrium, der kan formuleres som Na+,(C10H8)-.

Læs mere i Den Store Danske

Kommentarer

Din kommentar publiceres her. Redaktionen svarer, når den kan.

Du skal være logget ind for at kommentere.

eller registrer dig