Natrium
![](https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/e5/Flametest--Na.swn.jpg/260px-Flametest--Na.swn.jpg)
Natriumis eenchemisch elementmet symboolNaenatoomnummer11. Het is een zilverkleurigalkalimetaal.In hetEngelsen in deRomaanse talenheet het elementsodium/sodioenzovoorts, wat men ook in slechte vertalingen tegenkomt. Natrium is bij kamertemperatuur een vast metaal dat zeer snel met de zuurstof uit de lucht reageert totnatriumoxideen met water totnatriumhydroxideenwaterstof.
Ontdekking
[bewerken|brontekst bewerken]Natrium is al lange tijd bekend in allerlei verbindingen. Tijdens deMiddeleeuwenwerden natriumhoudende verbindingen gebruikt als middel tegen hoofdpijn. Het duurde echter tot1807voordatHumphry Davyvoor het eerst in staat was om door middel vanelektrolysehet chemisch element te isoleren uitnatriumhydroxide.De naamNatriumkomt oorspronkelijk van hetEgyptischenatron (netjerj), wat zoiets als "natuurlijkzout"betekent.
Fysiologie
[bewerken|brontekst bewerken]Natrium is in het lichaam een van deelektrolyten(naastkaliumionen,chloride-ionenenkaliumwaterstofcarbonaat). Het helpt om de balans tussen het vocht in en buiten de cellen te handhaven door middel vanosmose.Het ion is van belang bij een aantal transportmechanismen over de celmembraan. Het meeste natrium bevindt zich in hetbloedplasmaen speelt een rol in de vochtbalans van het lichaam. Net alskaliumspeelt natrium een belangrijke rol bij het overbrengen van zenuwimpulsen, hoofdzakelijk in het samentrekken van de spieren.
De concentratie van natrium in het plasma wordt nauw gereguleerd (135-145mmol/L) door hetantidiuretisch hormoonen het dorstmechanisme. Het zijn beide functies van dehypothalamus,samen verantwoordelijk voor de vochtbalans. De totale hoeveelheid natrium die zich in het lichaam bevindt wordt daarentegen binnen de gewenste grenzen gehouden door volumesensoren in het hart en de grote bloedvaten (via hetatrium-natriuretische peptide) en het RAAS (renine-angiotensine-aldosteronsysteem). Men spreekt in dit geval van de zoutbalans, die ervoor zorgt dat het plasmavolume en de bloeddruk op peil blijven.Diuretica(plastabletten) kunnen ervoor zorgen dat het natrium in de urine komt en uit het lichaam verdwijnt. Er verdwijnt dan ook water uit het lichaam door het toenemen van de hoeveelheid urine. In het laboratorium kan de natriumconcentratie worden bepaald in ontstold bloed (vaak ontstold doorheparine) door de cellen af te draaien en het plasma af te pipetteren. Daarin kan dan met behulp van ion-selectieve elektroden het gehalte aan natrium in het bloed of urine bepaald worden.
Toepassingen
[bewerken|brontekst bewerken]In zijn metallische vorm is natrium van essentieel belang voor het produceren vanestersen organische componenten. Als een van de twee componenten vannatriumchloride(keukenzout), is natrium van vitaal belang voor vele levende wezens. Andere toepassingen van natrium zijn:
- Inlegeringenvoor versteviging van de structuren
- Gekoppeld aanvetzurenvormt het goed in water oplosbare zouten (zeep)
- Zuiveren van gesmolten metalen.
- Natriumlampen(geven een oranje-geel licht) behoren energetische gezien tot de meest efficiënte lichtbronnen.
- Koelmiddel in eenkernreactor(kweekreactor)
- In legeringen metkaliumvormt natriumNaK,dat gebruikt wordt om warmte te transporteren in bijvoorbeeldkerncentrales.
- als koelmiddel inkleppenvanverbrandingsmotoren.
Opmerkelijke eigenschappen
[bewerken|brontekst bewerken]Zoals alle andere alkalimetalen is natrium een zacht en licht metaal dat zeer makkelijk reageert met andere elementen. Om deze reden komt natrium niet in ongebonden toestand voor in de natuur. Vanwege de geringedichtheiddrijft natrium op water, waarbij het heftig reageert onder vorming vannatriumhydroxideen waterstof (zie hieronder). Als fijn poeder ontbrandt het zelfs direct bij aanraking met water. Om deze reden wordt natrium opgeslagen in olie, afgesloten van lucht en water. Daarom wordt een stukje zuiver natrium normaliter ook niet met de hand vastgepakt (hier bevindt zich namelijk ook vocht). Om die reden dragen mensen die zuiver natrium moeten gebruiken altijd handschoenen.
Demonstratie-experiment
[bewerken|brontekst bewerken]Bij de introductie van hetperiodiek systeemof deelementenwordt vaak de reactie van natrium met water uitgevoerd. Een stukje vast natriummetaal wordt in een bekerglas met water gedaan. Natrium heeft een lagere soortelijke massa dan water - het blijft dus drijven. Het verloop van de demonstratie is afhankelijk van de grootte van het stukje natrium. In alle gevallen verloopt de reactie:
Doordat het gas niet altijd in dezelfde richting ontwijkt gaat het stukje natrium op een dun gaslaagje over het wateroppervlak "schaatsen". De ontstane warmte wordt verdeeld tussen water en resterende hoeveelheid natrium. In het water treedt door de hogesoortelijke warmtenauwelijks een temperatuursverhoging op. In het natrium treedt wel stijging van temperatuur op. Door de isolatie ten opzichte van water is dit een grote stijging. Dit leidt achtereenvolgens tot:
- smelten van natrium
- ontsteken van het ook gevormde waterstof
- koken van natrium
In het tweede stadium kleurt de vlam op dezelfde manier als in de foto hiernaast. Bovendien ontstaat door het verbranden van waterstof extra warmte die het bereiken van het derde stadium bevordert. In het derde stadium volgt een zeer snelle reactie van de natriumdamp en het resterende natrium met luchtzuurstof: een explosie.
Verschijning
[bewerken|brontekst bewerken]Deaardkorstbestaat voor 2,83% uit natriumverbindingen. Natrium is daarmee het op zeven na meest voorkomende element op aarde. Uitspectrumlijnenvan veel sterren blijkt natrium daar ook veelvuldig aanwezig te zijn. Naast de verschijning innatriumchloridekomt natrium ook veel voor in allerleimineralenzoalsamfibool,cryoliet,halietenzeoliet.Het wordt op commerciële basis geproduceerd uit elektrolyse van natriumchloride ofnatriumhydroxide.Vanwege de ruime aanwezigheid en de eenvoudige bewerkingsmethode is natrium het goedkoopstealkalimetaaldat er verkrijgbaar is.
Isotopen
[bewerken|brontekst bewerken]![](https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/ee/1rightarrow_blue.svg/15px-1rightarrow_blue.svg.png)
Stabielste isotopen | |||||
---|---|---|---|---|---|
Iso | RA(%) | Halveringstijd | VV | VE(MeV) | VP |
22Na | syn | 2,6019j | β+ | 2,842 | 22Ne |
23Na | 100 | stabiel met 12 neutronen | |||
24Na | syn | 14,9590u | β− | 5,516 | 24Mg |
Er zijn in totaal 13 verschillende isotopen van natrium bekend.23Na is de enige stabiele daarvan.22Na en24Na zijn de enige nog van nature aanwezige radioactieve isotopen. Alle andere isotopen kunnen alleen op kunstmatige wijze worden verkregen.
Ionen
[bewerken|brontekst bewerken]Oxidatiegetal | Toelichting |
---|---|
0 | Vrij metaal komt niet in de natuur voor |
+1 | standaardion van het element, bijvoorbeeld inkeukenzoutensoda |
Toxicologie en veiligheid
[bewerken|brontekst bewerken]In poedervorm reageert natrium explosief met water. Omdat in de lucht ook water aanwezig is, moet natrium onder olie bewaard worden. Natrium en veel verbindingen ervan zijn niet giftig of schadelijk. Een verbinding zoalsnatriumcyanideis wel giftig (door het cyanide).
Zie ook
[bewerken|brontekst bewerken]Externe links
[bewerken|brontekst bewerken]- Lenntech.nl- natrium
- (en)EnvironmentalChemistry.com- natrium
- (en)WebElements.com- natrium
- Medische informatie over Natrium.Gearchiveerd op3 juli 2013.