Натрий в продуктах питания и его роль в организме человека. Избыток и нехватка натрия: вред для организма. Продукты, богатые натрием

Содержание статьи

НАТРИЙ – (Natrium) Na, химический элемент 1-й (Ia) группы Периодической системы, относится к щелочным элементам. Атомный номер 11, относительная атомная масса 22,98977. В природе имеется один стабильный изотоп 23 Na. Известны шесть радиоактивных изотопов этого элемента, причем два из них представляют интерес для науки и медицины. Натрий-22 с периодом полураспада 2,58 года используют в качестве источника позитронов. Натрий-24 (его период полураспада около 15 часов) применяют в медицине для диагностики и для лечения некоторых форм лейкемии.

Степень окисления +1.

Соединения натрия известны с древних времен. Хлорид натрия – необходимейший компонент человеческой пищи. Cчитается, что человек начал употреблять его в неолите, т.е. около 5–7 тыс. лет назад.

В Ветхом завете упоминается некое вещество «нетер». Это вещество использовалось как моющее средство. Скорее всего, нетер – это сода, карбонат натрия, который образовывался в соленых египетских озерах с известковыми берегами. Об этом же веществе, но под названием «нитрон» писали позже греческие авторы Аристотель и Диоскорид, а древнеримский историк Плиний Старший, упоминая это же вещество, называл его уже «нитрум».

В 18 в. химикам было известно уже очень много различных соединений натрия. Соли натрия широко применялись в медицине, при выделке кож, при крашении тканей.

Металлический натрий получил впервые английский химик и физик Гемфри Дэви электролизом расплавленного гидроксида натрия (с использованием вольтова столба из 250 пар медных и цинковых пластин). Название «sodium», выбранное Дэви для этого элемента, отражает его происхождение из соды Na 2 CO 3 . Латинское и русское названия элемента произведены от арабского «натрун» (природная сода).

Распространение натрия в природе и его промышленное извлечение.

Натрий – седьмой из наиболее распространенных элементов и пятый из наиболее распространенных металлов (после алюминия, железа, кальция и магния). Его содержание в земной коре составляет 2,27%. Большая часть натрия находится в составе различных алюмосиликатов.

Огромные отложения солей натрия в сравнительно чистом виде существуют на всех континентах. Они являются результатом испарения древних морей. Этот процесс по-прежнему продолжается в озере Солт-Лейк (штат Юта), Мертвом море и других местах. Натрий встречается в виде хлорида NaCl (галит, каменная соль), а также карбоната Na 2 CO 3 ·NaHCO 3 ·2H 2 O (трона), нитрата NaNO 3 (селитра), сульфата Na 2 SO 4 ·10H 2 O (мирабилит), тетрабората Na 2 B 4 O 7 ·10 H 2 O (бура) и Na 2 B 4 O 7 ·4H 2 O (кернит) и других солей.

Неиссякаемые запасы хлорида натрия есть в природных рассолах и океанических водах (около 30 кг м –3). Подсчитано, что каменная соль в количестве, эквивалентном содержанию хлорида натрия в Мировом океане, занимала бы объем 19 млн. куб. км (на 50% больше, чем общий объем Североамериканского континента выше уровня моря). Призма такого объема с площадью основания 1 кв. км может достичь Луны 47 раз.

Сейчас суммарное производство хлорида натрия из морской воды достигло 6–7 млн. т в год, что составляет около трети общей мировой добычи.

В живом веществе в среднем содержится 0,02% натрия; в животных его больше, чем в растениях.

Характеристика простого вещества и промышленное получение металлического натрия.

Натрий – серебристо-белый металл, в тонких слоях с фиолетовым оттенком, пластичен, даже мягок (легко режется ножом), свежий срез натрия блестит. Величины электропроводности и теплопроводности натрия достаточно высоки, плотность равна 0,96842 г/см 3 (при 19,7° С), температура плавления 97,86° С, температура кипения 883,15° С.

У тройного сплава, содержащего 12% натрия, 47% калия и 41% цезия, – самая низкая температура плавления для металлических систем, равная –78° С.

Натрий и его соединения окрашивают пламя в ярко-желтый цвет. Двойная линия в спектре натрия отвечает переходу 3s 1–3p 1 в атомах элемента.

Химическая активность натрия высока. На воздухе он быстро покрывается пленкой из смеси пероксида, гидроксида и карбоната. В кислороде, фторе и хлоре натрий горит. При сжигании металла на воздухе образуется пероксид Na 2 O 2 (с примесью оксида Na 2 O).

С серой натрий реагирует уже при растирании в ступке, серную кислоту восстанавливает до серы или даже до сульфида. Твердый диоксид углерода («сухой лед») при контакте с натрием взрывается (углекислотные огнетушители для тушения горящего натрия применять нельзя!). С азотом реакция идет только в электрическом разряде. Не взаимодействует натрий лишь с инертными газами.

Натрий активно реагирует с водой:

2Na + 2H 2 O = 2NaOH + H 2

Тепла, которое выделяется при реакции, достаточно, чтобы расплавить металл. Поэтому, если маленький кусочек натрия бросить в воду, он за счет теплового эффекта реакции плавится и капелька металла, который легче воды, «бегает» по поверхности воды, подгоняемая реактивной силой выделяющегося водорода. Со спиртами натрий взаимодействует намного спокойнее, чем с водой:

2Na + 2C 2 H 5 OH = 2C 2 H 5 ONa + H 2

Натрий легко растворяется в жидком аммиаке с образованием ярко-голубых метастабильных растворов с необычными свойствами. При –33,8° С в 1000 г аммиака растворяется до 246 г металлического натрия. Разбавленные растворы имеют синий цвет, концентрированные – цвет бронзы. Они могут храниться около недели. Установлено, что в среде жидкого аммиака натрий ионизуется:

Na Na + + e –

Константа равновесия этой реакции равна 9,9·10 –3 . Уходящий электрон сольватируется молекулами аммиака и образует комплекс – . Полученные растворы обладают металлической электропроводностью. При испарении аммиака остается исходный металл. При длительном хранении раствора он постепенно обесцвечивается за счет реакции металла с аммиаком с образованием амида NaNH 2 или имида Na 2 NH и выделением водорода.

Хранят натрий под слоем обезвоженной жидкости (керосин, минеральное масло), перевозят только в запаянных металлических сосудах.

Электролитический способ промышленного получения натрия был разработан в 1890. Электролизу подвергали расплав едкого натра, как в опытах Дэви, но с использованием более совершенных источников энергии, чем вольтов столб. В этом процессе наряду с натрием выделяется кислород:

анод (никелевый): 4OH – – 4e – = O 2 + 2H 2 O.

При электролизе чистого хлорида натрия возникают серьезные проблемы, связанные, во-первых, с близкими температурой плавления хлорида натрия и температурой кипения натрия и, во-вторых, с высокой растворимостью натрия в жидком хлориде натрия. Добавление к хлориду натрия хлорида калия, фторида натрия, хлорида кальция позволяет снизить температуру расплава до 600° С. Производство натрия электролизом расплавленной эвтектической смеси (сплав двух веществ с самой низкой температурой плавления) 40% NaCl и 60% CaCl 2 при ~580° С в ячейке, разработанной американским инженером Г.Даунсом, было начато в 1921 Дюпоном вблизи электростанции у Ниагарского водопада.

На электродах протекают следующие процессы:

катод (железный): Na + + e – = Na

Ca 2+ + 2e – = Ca

анод (графитовый): 2Cl – – 2e – = Cl 2 .

Металлические натрий и кальций образуются на цилиндрическом стальном катоде и поднимаются с помощью охлаждаемой трубки, в которой кальций затвердевает и падает обратно в расплав. Хлор, образующийся на центральном графитовом аноде, собирается под никелевым сводом и затем очищается.

Сейчас объем производства металлического натрия составляет несколько тысяч тонн в год.

Промышленное использование металлического натрия связано с его сильными восстановительными свойствами. Долгое время большая часть производимого металла использовалась для получения тетраэтилсвинца PbEt 4 и тетраметилсвинца PbMe 4 (антидетонаторов для бензина) реакцией алкилхлоридов со сплавом натрия и свинца при высоком давлении. Сейчас это производство быстро сокращается из-за загрязнения окружающей среды.

Еще одна область применения – производство титана, циркония и других металлов восстановлением их хлоридов. Меньшие количества натрия используются для получения соединений, таких как гидрид, пероксид и алкоголяты.

Диспергированный натрий является ценным катализатором при производстве резины и эластомеров.

Растет применение расплавленного натрия в качестве теплообменной жидкости в ядерных реакторах на быстрых нейтронах. Низкая температура плавления натрия, низкая вязкость, малое сечение поглощения нейтронов в сочетании с чрезвычайно высокой теплоемкостью и теплопроводностью делает его (и его сплавы с калием) незаменимым материалом для этих целей.

Натрием надежно очищают трансформаторные масла, эфиры и другие органические вещества от следов воды, а с помощью амальгамы натрия можно быстро определить содержание влаги во многих соединениях.

Соединения натрия.

Натрий образует полный набор соединений со всеми обычными анионами. Считается, что в таких соединениях происходит практически полное разделение заряда между катионной и анионной частями кристаллической решетки.

Оксид натрия Na 2 O синтезируют реакцией Na 2 O 2 , NaOH, а предпочтительнее всего NaNO 2 , с металлическим натрием:

Na 2 O 2 + 2Na = 2Na 2 O

2NaOH + 2Na = 2Na 2 O + H 2

2NaNO 2 + 6Na = 4Na 2 O + N 2

В последней реакции натрий можно заменить азидом натрия NaN 3:

5NaN 3 + NaNO 2 = 3Na 2 O + 8N 2

Хранить оксид натрия лучше всего в безводном бензине. Он служит реактивом для различных синтезов.

Пероксид натрия Na 2 O 2 в виде бледно-желтого порошка образуется при окислении натрия. При этом в условиях ограниченной подачи сухого кислорода (воздуха) сначала образуется оксид Na 2 O, который затем превращается в пероксид Na 2 O 2 . В отсутствие кислорода пероксид натрия термически устойчив до ~675° C.

Пероксид натрия широко используется в промышленности как отбеливатель для волокон, бумажной пульпы, шерсти и т.д. Он является сильным окислителем: взрывается в смеси с порошком алюминия или древесным углем, реагирует с серой (при этом раскаляется), воспламеняет многие органические жидкости. Пероксид натрия при взаимодействии с монооксидом углерода образует карбонат. В реакции пероксида натрия с диоксидом углерода выделяется кислород:

2Na 2 O 2 + 2CO 2 = 2Na 2 CO 3 + O 2

Эта реакция имеет важное практическое применение в дыхательных аппаратах для подводников и пожарных.

Надпероксид натрия NaO 2 получают при медленном нагревании пероксида натрия при 200–450° С под давлением кислорода 10–15 МПа. Доказательства образования NaO 2 были впервые получены в реакции кислорода с натрием, растворенным в жидком аммиаке.

Действие воды на надпероксид натрия приводит к выделению кислорода даже на холоду:

2NaO 2 + H 2 O = NaOH + NaHO 2 + O 2

При повышении температуры количество выделяющегося кислорода увеличивается, так как происходит разложение образующегося гидропероксида натрия:

4NaO 2 + 2H 2 O = 4NaOH + 3O 2

Надпероксид натрия является компонентом систем для регенерации воздуха в замкнутых помещениях.

Озонид натрия NaО 3 образуется при действии озона на безводный порошок гидроксида натрия при низкой температуре с последующей экстракцией красного NaО 3 жидким аммиаком.

Гидроксид натрия NaOH нередко называют каустической содой или едким натром. Это сильное основание, его относят к типичным щелочам. Из водных растворов гидроксида натрия получены многочисленные гидраты NaOH·n H 2 O, где n = 1, 2, 2,5, 3,5, 4, 5,25 и 7.

Гидроксид натрия очень агрессивен. Он разрушает стекло и фарфор за счет взаимодействия с содержащимся в них диоксидом кремния:

2NaOH + SiO 2 = Na 2 SiO 3 + H 2 O

Название «едкий натр» отражает разъедающее действие гидроксида натрия на живые ткани. Особенно опасно попадание этого вещества в глаза.

Врач герцога Орлеанского Никола Леблан (Leblanc Nicolas) (1742–1806) в 1787 разработал удобный процесс получения гидроксида натрия из NaCl (патент 1791). Этот первый крупномасштабный промышленный химический процесс стал крупным технологическим достижением в Европе в 19 в. Позднее процесс Леблана был вытеснен электролитическим процессом. В 1874 мировое производство гидроксида натрия составило 525 тыс. т, из которых 495 тыс. т были получены по способу Леблана; к 1902 производство гидроксида натрия достигло 1800 тыс. т., ооднако по способу Леблана были получены только 150 тыс. т.

Сегодня гидроксид натрия – наиболее важная щелочь в промышленности. Ежегодное производство только в США превышает 10 млн. т. Ее получают в огромных количествах электролизом рассолов. При электролизе раствора хлорида натрия образуется гидроксид натрия и выделяется хлор:

катод (железный) 2H 2 O + 2e – = H 2 + 2OH –

анод (графитовый) 2Cl – – 2e – = Cl 2

Электролиз сопровождается концентрированием щелочи в огромных выпаривателях. Самый большой в мире (на заводе PPG Inductries" Lake Charles) имеет высоту 41 м и диаметр 12 м. Около половины производимого гидроксида натрия используется непосредственно в химической промышленности для получения различных органических и неорганических веществ: фенола, резорцина, b -нафтола, солей натрия (гипохлорита, фосфата, сульфида, алюминатов). Кроме того, гидроксид натрия применяется в производстве бумаги и пульпы, мыла и моющих средств, масел, текстиля. Он необходим и при переработке бокситов. Важной областью применения гидроксида натрия является нейтрализация кислот.

Хлорид натрия NaCl известен под названиями поваренной соли, каменной соли. Он образует бесцветные мало гигроскопичные кристаллы кубической формы. Хлорид натрия плавится при 801° С, кипит при 1413° С. Его растворимость в воде мало зависит от температуры: в 100 г воды при 20° С растворяется 35,87 г NaCl, а при 80° С – 38,12 г.

Хлорид натрия – необходимая и незаменимая приправа к пище. В далеком прошлом соль приравнивалась по цене к золоту. В древнем Риме легионерам часто платили жалование не деньгами, а солью, отсюда и произошло слово солдат.

В Киевской Руси пользовались солью из Прикарпатья, из соляных озер и лиманов на Черном и Азовском морях. Она обходилась настолько дорого, что на торжественных пирах ее подавали на столы знатных гостей, прочие же расходились «несолоно хлебавши».

После присоединения Астраханского края к Московскому государству важными источниками соли стали озера Прикаспия, и все равно ее не хватало, она была дорога, поэтому возникало недовольство самых бедных слоев населения, которое переросло в восстание, известное под названием Соляного Бунта (1648)

В 1711 Петр I издал указ о введении соляной монополии. Торговля солью стала исключительным правом государства. Соляная монополия просуществовала более полутораста лет и была отменена в 1862.

Ныне хлорид натрия – дешевый продукт. Вместе с каменным углем, известняком и серой он входит в так называемую «большую четверку» минерального сырья, наиболее существенного для химической промышленности.

Большая часть хлорида натрия производится в Европе (39%), Северной Америке (34%) и Азии (20%), в то время как на Южную Америку и Океанию приходится лишь по 3%, а на Африку – 1%. Каменная соль образует обширные подземные месторождения (нередко в сотни метров толщиной), которые содержат более 90% NaCl. Типичное Чеширское соляное месторождение (главный источник хлорида натрия в Великобритании) занимает площадь 60 ґ 24 км и имеет толщину соляного пласта около 400 м. Одно это месторождение оценивается более чем в 10 11 т.

Мировой объем добычи соли к началу 21 в. достиг 200 млн. т, 60% которой потребляет химическая промышленность (для производства хлора и гидроксида натрия, а также бумажной пульпы, текстиля, металлов, резин и масел), 30% – пищевая, 10% приходится на прочие сферы деятельности. Хлорид натрия используется, например, в качестве дешевого антигололедного реагента.

Карбонат натрия Na 2 CO 3 часто называют кальцинированной содой или просто содой. Он встречается в природе в виде грунтовых рассолов, рапы в озерах и минералов натрона Na 2 CO 3 ·10H 2 O, термонатрита Na 2 CO 3 ·H 2 O, троны Na 2 CO 3 ·NaHCO 3 ·2H 2 O. Натрий образует и другие разнообразные гидратированные карбонаты, гидрокарбонаты, смешанные и двойные карбонаты, например Na 2 CO 3 ·7H 2 O, Na 2 CO 3 ·3NaHCO 3 , aKCO 3 ·n H 2 O, K 2 CO 3 ·NaHCO 3 ·2H 2 O.

Среди солей щелочных элементов, получаемых в промышленности, карбонат натрия имеет наибольшее значение. Чаще всего для его производства используют метод, разработанный бельгийским химиком-технологом Эрнстом Сольве в 1863.

Концентрированный водный раствор хлорида натрия и аммиака насыщают диоксидом углерода под небольшим давлением. При этом образуется осадок сравнительно малорастворимого гидрокарбоната натрия (растворимость NaHCO 3 составляет 9,6 г на 100 г воды при 20° С):

NaCl + NH 3 + H 2 O + CO 2 = NaHCO 3 Ї + NH 4 Cl

Для получения соды гидрокарбонат натрия прокаливают:

Выделяющийся диоксид углерода возвращают в первый процесс. Дополнительное количество диоксида углерода получают за счет прокаливания карбоната кальция (известняка):

Второй продукт этой реакции – оксид кальция (известь) – используют для регенерации аммиака из хлорида аммония:

Таким образом, единственным побочным продуктом производства соды по методу Сольве является хлорид кальция.

Суммарное уравнение процесса:

2NaCl + CaCO 3 = Na 2 CO 3 + CaCl 2

Очевидно, в обычных условиях в водном растворе идет обратная реакция, поскольку равновесие в этой системе нацело смещено справа налево из-за нерастворимости карбоната кальция.

Кальцинированная сода, полученная из природного сырья (натуральная кальцинированная сода), имеет лучшее качество по сравнению с содой, полученной аммиачным способом (содержание хлоридов менее 0,2%). Кроме того, удельные капитальные вложения и себестоимость соды из природного сырья на 40–45% ниже, чем полученной синтетическим путем. Около трети мировой продукции соды приходится сейчас на природные месторождения.

Мировое производство Na 2 CO 3 в 1999 распределилось следующим образом:

Всего
Сев. Америка
Азия/Океания
Зап. Европа
Вост. Европа
Африка
Лат. Америка

Крупнейший в мире производитель натуральной кальцинированной соды – США, где сосредоточены и самые большие разведанные запасы троны и рапы содовых озер. Месторождение в Вайоминге образует слой толщиной 3 м и площадью 2300 км 2 . Его запасы превышают 10 10 т. В США содовая промышленность ориентирована на природное сырье; последнее предприятие по синтезу соды было закрыто в 1985. Выработка кальцинированной соды в США в последние годы стабилизировалась на уровне 10,3–10,7 млн. т.

В отличие от США, большинство стран мира практически полностью зависят от производства синтетической кальцинированной соды. Второе место в мире по производству кальцинированной соды после США занимает Китай. Выработка этого химиката в КНР в 1999 достигла примерно 7,2 млн. т. Производство кальцинированной соды в России в том же году составило порядка 1,9 млн. т.

Во многих случаях карбонат натрия взаимозаменяем с гидроксидом натрия (например, при получении бумажной пульпы, мыла, чистящих средств). Около половины карбоната натрия используется в стекольной промышленности. Одна из развивающихся областей применения – удаление сернистых загрязнений в газовых выбросах предприятий энергетики и мощных печей. В топливо добавляют порошок карбоната натрия, который реагирует с диоксидом серы с образованием твердых продуктов, в частности сульфита натрия, которые могут быть отфильтрованы или осаждены.

Ранее карбонат натрия широко применялся в качестве «стиральной соды», но эта область применения теперь исчезла из-за использования в быту других моющих средств.

Гидрокарбонат натрия NaHCO 3 (пищевая сода), применяется, главным образом, как источник диоксида углерода при выпечке хлеба, изготовлении кондитерских изделий, производстве газированных напитков и искусственных минеральных вод, как компонент огнетушащих составов и лекарственное средство. Это связано с легкостью его разложения при 50–100° С.

Сульфат натрия Na 2 SO 4 встречается в природе в безводном виде (тенардит) и в виде декагидрата (мирабилит, глауберова соль). Он входит в состав астрахонита Na 2 Mg(SO 4) 2 ·4H 2 O, вантгоффита Na 2 Mg(SO 4) 2 , глауберита Na 2 Ca(SO 4) 2 . Наиболее крупные запасы сульфата натрия – в странах СНГ, а также в США, Чили, Испании. Мирабилит, выделенный из природных залежей или рапы соляных озер, обезвоживают при 100° С. Сульфат натрия является также побочным продукт производства хлороводорода с использованием серной кислоты, а также конечным продуктом сотен промышленных производств, в которых применяется нейтрализация серной кислоты с помощью гидроксида натрия.

Данные о добыче сульфата натрия не публикуются, но, по оценке, мировое производство природного сырья составляет около 4 млн. т в год. Извлечение сульфата натрия в качестве побочного продукта оценивается в мире в целом в 1,5–2,0 млн. т.

Долгое время сульфат натрия мало использовался. Теперь это вещество – основа бумажной промышленности, так как Na 2 SO 4 является главным реагентом в сульфатной варке целлюлозы для приготовления коричневой оберточной бумаги и гофрированного картона. Древесные стружки или опилки переорабатывается в горячем щелочном растворе сульфата натрия. Он растворяет лигнин (компонент древесины, соединяющий волокна) и освобождает волокна целлюлозы, которые затем отправляют на машины для изготовления бумаги. Оставшийся раствор выпаривают, пока он не приобретет способность гореть, давая пар для завода и тепло для выпаривания. Расплавленные сульфат и гидроксид натрия устойчивы к действию пламени и могут быть использованы повторно.

Меньшая часть сульфата натрия применяется при производстве стекла и моющих средств. Гидратированная форма Na 2 SO 4 ·10H 2 O (глауберова соль) является слабительным средством. Сейчас она используется меньше, чем раньше.

Нитрат натрия NaNO 3 называют натриевой или чилийской селитрой. Большие залежи нитрата натрия, найденные в Чили, по-видимому, образовались за счет биохимического разложения органических остатков. Выделившийся вначале аммиак, вероятно, окислился до азотистой и азотной кислот, которые затем прореагировали с растворенным хлоридом натрия.

Получают нитрат натрия поглощением нитрозных газов (смесь оксидов азота) раствором карбоната или гидроксида натрия либо обменным взаимодействием нитрата кальция с сульфатом натрия.

Нитрат натрия применяют как удобрение. Он является компонентом жидких солевых хладагентов, закалочных ванн в металлообрабатывающей промышленности, теплоаккумулирующих составов. Тройная смесь из 40% NaNO 2 , 7% NaNO 3 и 53% KNO 3 может использоваться от температуры плавления (142° С) до ~600° С. Нитрат натрия используется как окислитель во взрывчатых веществах, ракетных топливах, пиротехнических составах. Он применяется в производстве стекла и солей натрия, в том числе нитрита, служащего консервантом пищевых продуктов.

Нитрит натрия NaNO 2 может быть получен термическим разложением нитрата натрия или его восстановлением:

NaNO 3 + Pb = NaNO 2 + PbO

Для промышленного производства нитрита натрия абсорбируют оксиды азота водным раствором карбоната натрия.

Нитрит натрия NaNO 2 , кроме использования с нитратами в качестве теплопроводных расплавов, широко применяется в производстве азокрасителей, для ингибирования коррозии и консервации мяса.

Елена Савинкина

В начале 19-го века натрий звали содием. Такое имя элементу дал Гемфри Дэви, сумевший выделить металл из щелочи. Химик слегка увлажнил ее и подверг электролизу. Изменить название открытого Гемфри элемента предложил Вильгельм Гильберт.

Это автор знаменитых «Анналов физики». Ученый стал именовать содий натронием. Дело продолжил Йенс Берцелиус. Химик из Швеции ввел сокращение натрий. О свойствах и роли этого металла в жизни людей – наш следующий материал.

Химические и физические свойства натрия

Элемент входит в главную подгруппу 1-ой группы , занимая 11-ю позицию. В колонке все металлы щелочные, таков и натрий. Вода реагирует с ним. Образуется едкая щелочь. Еще одна общая особенность металлов группы – присутствие лишь 1-го электрона на внешней орбите атома.

Это делает натрий мощным восстановителем. Элемент легко отдает электрон внешнего уровня, повышая свою степень окисления. Атом приходит к завершенной оболочке предыдущего уровня.

Восстановительная активность – причина отсутствия чистого металла в природе. Найти можно лишь соединения. Так, натрия хлорид – это поваренная соль. Карбонат натрия – пищевая сода. Так что, металл не зря был изначально назван содием.

Можно было именовать и нетер. Именно под этим названием вещество фигурирует в Ветхом завете. Что же касается , ей люди начали пользоваться еще во времена Палеолита, то есть около 6 000 лет назад.

Энергичнее всего натрий взаимодействует не только с водой, но и всеми неметаллами. Чтобы из активного восстановителя получить деликатный, 11-ый элемент соединяют с . Образуется амальгама.

Если же, напротив, нужно усилить агрессию натрия, к нему приплюсовывают кислород. Итог – пероксид, мощный окислитель. В его атмосфере большинство веществ воспламеняются.

Непрост и «характер» гидроксида натрия . Его именуют едким. Соединение разъедает ткани, кожу, и прочую органику и материи, сделанные на ее основе. Правда, на воздухе гидроксид натрия захватывает углекислый газ и обезвреживается, превращаясь в карбонат.

Когда Гемфри Дэви удалось выделить чистый натрий , мир узнал, каков он внешне. Металл серебристо-белый. Тонкие срезы отливают фиолетовым. Формула натрия делает его мягким и податливым.

Режется обычным ножом и блестит на поверхности скольжения лезвия. У элемента невысокая температура плавления – 97 градусов. Закипает же натрий при 883-ех по шкале Цельсия.

Чистый металл хорошо проводит ток и тепло, не отличается высокой плотностью. Ее показатель у 11-го элемента меньше единицы. Это не умоляет весомости натрия в биологических процессах.

Металл есть и в растениях, и в животных тканях. Так, в организме человека раствор натрия – часть плазмы крови, пищеварительных и лимфы.

Осмотической давление, к примеру, поддерживается именно за счет 11-го элемента. Применение ему нашла не только природа, но и человек. Масса натрия идет, к примеру, на промышленные цели. Какие? Об этом расскажем в следующей главе.

Применение натрия

В природе элемент представлен лишь 1-им стабильным изотопом. Его массовое число 23. В искусственных условиях создано еще 15 изотопов. Они не стабильны, большинство разрушается за пару минут. Исключение: — 22-ой и 24-ый Na.

Период полураспада этих изотопов значителен. Первый сохраняется 2,5 года, активно излучает позитроны, чем и служит науке. Период полураспада второго – 15 часов. Достаточно, чтобы послужить медицине и помочь больным лейкемией.

В сфере ядерной энергетики натрий стал теплоносителем. Пригодился «разбег» между температурой плавления и кипения элемента. Интервал в 800 градусов Цельсия позволяет, к примеру, заполнять щелочным металлом контуры энергоносителей атомных подлодок. Натрий принимает тепло из реактора, не закипая при этом.

Держать температуру в разумных рамках удается за счет циркуляции жидкого металла между реактором и парогенератором. В последнем происходит охлаждение натрия , испаряется вода. Вот и получается вращать турбину энергией пара высокого давления.

Чистый элемент пригождается и в металлургии. Какую роль в ней выполняет натрий? Инструкция применения такова: металл упрочняет сплавы на основе свинца. В качестве достаточно около 1,5% 11-го элемента. Натрий добавляют и к сплавам других металлов. Добиваются уже не прочности, а тугоплавкости смесей.

Из изделий стоит упомянуть провода. Натрий купить для их изготовления выгоднее, чем привычную . Электричество 11-ый элемент проводит в 3 раза хуже. Зато, щелочной металл в 9 раз легче.

Этот аргумент заставил промышленников перейти именно на натриевые шины для больших токов. Тонкие же провода продолжили делать из привычных меди и .

Теперь, о роли соединений натрия . Пероксид не только воспламеняет вещества, но и способен отбелить ткани. Гидроксид 11-го металла нужен нефтяникам. Соединение очищает продукты переработки жидкого . Закупают гидроксид и для производства твердых сортов моющих средств. Без едкого вещества невозможно омылить в них жиры.

Параллельно, белый порошок без запаха участвует в изготовлении и текстиля. Здесь ставку делают на раствор натрия хлорида . Средство способно осветлять, как писчие листы, так и ткани. В народе реагент называют хлоркой.

Натрия тетраборат стал лекарством при кандидозе и прочих вагинальных инфекциях. Сульфацип натрия – препарат, помогающий при конъюнктивите и других воспалительных процесса в глаза. Противоядием при отравлениях солями и вообще интоксикации организма становится тиосульфат натрия .

Пищевая известна в народе, как средство от изжоги. Гидрокарбонат натрия – щелочь, нейтрализующая желудочную кислоту. Применяют 11-ый элемент и при запорах. Выручает сульфат натрия .

Кроме непосредственно медицинской сферы, элемент ценят и в косметологии. Натрий кислота – не что иное, как гиалуронка. Она поддерживает молодость кожи. Инъекции водятся, как правило в носогубные складки, морщины. Кислота заполняет их. В молодости гиалуронат вырабатывается организмом, но с возрастом процесс замедляется. Приходится вводить препарат из вне.

На фото продукты, содержащие натрий

Первыми человечество оценило соли натрия . Но, в 21-ом веке познали прелесть цианистой формы металла. Она помогает добывать . Драгоценность расплавляется в цианистом натрии. Правда, в жидкую форму переходят и еще некоторые составные руды.

Тем не менее, выделить золото из комплексного расплава уже проще, чем из твердых масс. На финальной стадии «подключают» и … драгоценный металл добыт.

Добыча натрия

Если нужен чистый элемент, его добывают из обычной поваренной соли. Ее отложения имеются на всех континентах. Если ресурсов не хватит, кладезю соли являются воды морей. Выделить из хлорида натрий удается путем его расплавления и последующего электролиза. Катоды берут железные, или медные. Аноды закупают из .

К соли примешивают фторид натрия и хлорид калия. Они снижают температуру размягчения сырья с 800-от до 500-от градусов Цельсия. Это сокращает потери натрия в виде испарений. Метод выгоден вдвойне, ведь одновременно с 11-ым элементом добывают и чистый хлор.

Цена натрия

Стоимость элемента зависит от того, приобретается раствор гидроксида натрия , чистый металл, его сульфат или другое соединение. Ценник зависит и от того, покупается оно, к примеру, в составе какого-то препарата, или отдельно. Сфер использования натрия масса, производителей сотни и тысячи.

У каждого свои запросы. Какие-то вещества добываются легко практически в готовом виде, та же соль. Она и стоит около 10-20 рублей за килограмм. Другие соединения натрия нужно синтезировать, что увеличивает их стоимость.

Так, или иначе, человечество готово платить за пользу, приносимую ему 11-ым элементом. Его добыча ведется активно и, судя по всему, не собирается затихать.

Натрий - химический элемент I группы периодической системы с атомным номером 11, обозначается символом Na (лат. Natrium), мягкий щелочной металл серебристо-белого цвета, быстро тускнеющий на воздухе. В природе, в силу своей большой химической активности, встречается только в виде химических соединений.

Название "натрий" (natrium) происходит от араб. натрун (по-гречески - nitron). Первоначально название относилось к природной соде.

Натрий (а точнее, его соединения) использовался с давних времён. Например, сода (натрон), встречающаяся в природе в водах натронных озёр в Египте. Природную соду древние египтяне использовали для бальзамирования, отбеливания холста, при варке пищи, изготовлении красок и глазурей. Плиний Старший пишет, что в дельте Нила соду выделяли из речной воды. Она поступала в продажу в виде крупных кусков, из-за примеси угля окрашенных в серый или даже чёрный цвет.

Натрий впервые был получен английским химиком Хемфри Дэви в 1807.

Источник натрия - поваренная соль NaCl, является одним из самых распространенных соединений натрия в природе. Вода морей и океанов содержит в своем составе до 3% хлорида натрия. На Земле имеются огромные залежи каменной соли. Этот элемент входит в состав всех организмов растительного и животного мира.

В организме человека натрий находится только в виде солей.

Натрий – макроэлемент, играющий исключительно важную роль для нормального функционирования организма. Человеческий организм испытывает постоянную потребность в натрии, но сам не способен его вырабатывать — поступление натрия обеспечивают только приемы пищи.

Общая характеристика натрия

Натрий (Na) – пластичный щелочной металл бело-серебристого цвета, обладающий высокой степенью тепло- и электропроводности.

Относящийся к высокоактивным химическим соединениям , натрий не встречается в природе в чистом виде, а является составным компонентом различных соединений – поваренной соли (NaCl), соды (NaCHO3) и других.

Хотя природные соединения натрия были известны человечеству с древнейших времен, как металл натрий был впервые получен в 1807 году. Первоначально химический элемент назывался содием, название «натрий» и аббревиатура элемента были предложены в 1811 году Я. Берцелиусом.

По степени распространенности натрий занимает шестое место среди всех химических элементов; он является главным металлическим элементом в составе морской воды. Этот макроэлемент входит в состав всех животных и растительных организмов, при этом в первых его процентное содержание выше.

В организме человека содержится значительное количество натрия (70-110 г), распределенного по всем тканям и органам; при этом примерно половина натрия находится во внеклеточных жидкостях, а 40% — в костной ткани, а также в зубной эмали.

Биологическая роль натрия в организме человека

Нормальная жизнедеятельность организма невозможна без натрия.

Выступая в роли катиона (иона с положительным зарядом) во внеклеточной жидкости, натрий участвует во многих жизненно важных процессах :

транспортировке углекислого газа, глюкозы, аминокислот, различных анионов (органических и неорганических) через мембраны клеток;
гидратации белков;
регуляции осмотического давления и водно-солевого обмена ;
стимулирует пищеварительную систему, участвуя в синтезе желудочного сока и активизируя пищеварительные ферменты;
участвует в регуляции нервно-мышечной деятельности, генерируя электрические сигналы и обеспечивая проводимость нервных импульсов;
обеспечивает бесперебойную работу почек ;
оказывает сосудорасширяющее действие, нормализуя кровяное давление и влияя на работу миокарда;
удерживает жидкость в организме, не допуская его обезвоживание;
предотвращает риск получения теплового и солнечного удара.

Соблюдение специальной подразумевает употребление продуктов, богатых натрием.
А продукты питания, содержащие калий, которые перечислены , помогут облегчить процесс выведения токсинов и шлаков из мягких тканей.

Официальных норм потребления натрия не установлено. Существуют разные мнения о том, сколько необходимо натрия организму.

Одни специалисты предлагают взять за основу 1 г натрия (то есть две щепотки соли), а детям – 0,3 г, другие увеличивают суточную дозу до 4 г (это соответствует 10 г соли, примерно чайной ложке с верхом).

Рекомендуется также употреблять соль из расчета 1 г на литр выпитой воды. Пропорционально потере натрия с мочой и потом норма потребления может быть увеличена в 2 раза в условиях тяжелых физических нагрузок или повышенного потоотделения в жарком климате, а также при ожогах и пищевых отравлениях .

При повышенном давлении и ряде других заболеваний необходимо ограничить потребление соли.

Недостаток натрия в организме: симптомы

Возникновение дефицита натрия в организме возможно в силу ряда причин:

недостаточное (менее 0,5 г в сутки) поступление натрия с пищей, в том числе использование бессолевых и вегетарианских диет ;
избыточное выведение натрия из организма через почки и кожу в жаркую погоду или при повышенных физических нагрузках;
хронические заболевания почек , надпочечников, кишечника;
частичное обезвоживание организма в результате пищевых отравлений, сопровождающихся рвотой и диареей;
длительный прием диуретиков (мочегонных средств), в том числе кофеина;
обильное употребление воды.

Симптомами нехватки натрия в организме, являются :

жажда;
потеря аппетита и снижение веса;
сонливость и быстрая утомляемость;
мышечные судороги;
ухудшение состояния кожи – снижение ее эластичности и тургора;
частые инфекционные заболевания .

Гипонатриемия (дефицит натрия) может привести к серьезным нарушениям в организме – расстройствам центральной нервной системы (заторможенность, проблемы с памятью, перепады настроения) и проблемам сердечно-сосудистой системы (снижению давления, повышенному тромбообразованию, нарушениям сокращения миокарда).

Недостаточность натрия проявляется не сразу, так как натрий накапливается в костной ткани, позволяя временно компенсировать дефицит натрия.

Гипонатриемия нуждается в своевременном лечении, поскольку может привести к летальному исходу .

Симптомы переизбытка натрия в организме

Избыточное содержание натрия в организме (гипернатриемия) чаще всего вызывает чрезмерное употребление в пищу поваренной соли и продуктов, содержащих соль.

Увеличение количества натрия в организме выше нормы может также возникнуть при ряде заболеваний почек, стрессовых ситуациях (в них надпочечниками вырабатывается гормон альдостерон, задерживающий натрий в организме), лечении кортикостероидами.

Симптомы, свидетельствующие об избытке натрия в организме :

жажда;
отеки;
аллергия;
повышенная температура тела;
частое мочеиспускание;
повышенная возбудимость;
повышенная потливость.

Избыток натрия приводит к задержке жидкости в организме, повышенной возбудимости нервной системы, росту кровяного давления, повышая риск развития гипертонии и инсульта.

Последствиями гипернатриемии являются различные заболевания почек, особенно часто возникновение камней, а отложение соли в суставах приводит к развитию остеопороза .

Продукты, богатые натрием

Натрий в различном количестве содержится почти во всех пищевых продуктах. Главный его поставщик для человеческого организма — поваренная соль , содержащая в своем составе 40% натрия.

Чайная ложка соли удовлетворяет суточную потребность человека в натрии.

Целесообразно использовать в пищу очищенную пищевую морскую соль – она сохраняет биологически активные вещества и не задерживает жидкость в организме. Источником натрия служит также минеральная вода. В натуральных продуктах содержание натрия относительно невелико.

Богаты натрием морепродукты – морская капуста, рыба, деликатесы (мидии, креветки, крабы, омары). Их необходимо включать 2-3 раза в еженедельный рацион питания.

Значительное количество натрия содержат бобовые продукты. В достаточном количестве натрий содержится в коровьем молоке и куриных яйцах.

При приготовлении этих блюд, кроме соли, используются различные консерванты, содержащие натрий : нитрит натрия, бензоат натрия, сульфит натрия и другие. В домашних условиях значительное количество натрия содержат мясные бульоны, различные домашние заготовки (маринованные и засоленные продукты). При этом эти продукты трудно назвать здоровой пищей.

Своевременное проведение процедуры поможет предупредить возникновение болезней печени и почек.
С отзывами о рисовом очищении можно ознакомиться . Узнайте, как использовать рис для выведения солей из организма.
Как сделать клизму в домашних условиях — ? Полезные рекомендации и советы.

Таблица продуктов, содержащих натрий

Группа продуктов	Продукты, 100 г
Зерновые	Хлеб ржаной Хлеб пшеничный Батон нарезной Овсяные хлопья
	Капуста квашеная Фасоль в стручках зеленая Корень сельдерея Листья сельдерея Шампиньоны Картофель и красная капуста Морковь и помидоры Белокочанная капуста
Фрукты и ягоды	Черная смородина Абрикосы Финики и красная смородина Слива и земляника Цитрусовые
Мясо-молочные	Твердые сыры Молоко коровье Телятина Говядина, свинина
Колбасные изделия и консервы	Колбасы копченые Колбаса вареная Сардельки свиные Суп-пюре из овощей (порошок) Шпроты в масле Тунец в консервах Овощные консервы
Морепродукты	Морская капуста Морской рак Мидии, лобстер Креветки Речной рак

Правильное питание с учетом недопустимости чрезмерного потребления продуктов, содержащих соль, обеспечивает достаточное поступление натрия в организм и способствует нормальной жизнедеятельности человеческого организма .

Химический элемент натрий находится в группе макроэлементов, которые выполняют жизненно важную функцию в человеческом организме.

Основное его предназначение – это поддержание оптимального уровня водно-солевого баланса в организме.

Но в сочетании с другими элементами натрий способен приносить значительно больше полезности организму.

Особенности элемента натрия: польза и суточная норма

Вместе с другими микро- и макроэлементами в группе натрий необходим для обеспечения нормальной работы как отдельно взятых клеток, так и организма целиком. Все существующие в человеческом теле макроэлементы занимают приблизительно 0,1-0,9% всей массы. Кроме контроля баланса соли и воды, роль натрия заключается в регулировании функционирования почек и приведении в норму нервно-мышечной деятельности. Натрий способствует сохранению в крови других минеральных веществ в растворённом виде.

Основные полезные свойства натрия:

Запуск работы ферментов поджелудочной и слюнной желёз;

Активное участие в процессах образования желудочного сока;

Поддержание кислотно-щелочного баланса на необходимом оптимальном уровне;

Оказание сосудорасширяющего воздействия на организм;

Регуляция деятельности мышечной и нервной систем;

Нормализация осмолярности крови.

Суточная потребность в натрии организма взрослого человека, который полностью здоров и проживает в поясе со средней температурой воздуха, составляет 1 грамм. При соблюдении здорового рациона по всем предначертанным правилам без включения в меню поваренной соли организм будет обеспечен 0,8 г натрия – практически полноценной ежедневной нормой. При существовании человека в условиях повышенной важности, при регулярных силовых нагрузках и активности следует увеличить суточную потребность в элементе до 2-3 граммов. Для детского возраста оптимальный показатель 0,3 г. Такой он вплоть до подросткового возраста.

Продукты с содержанием натрия, польза элемента для организма

В разных количествах натрий можно найти в большинстве продуктов питания, но основную часть вещества организм получает всё-таки из соли – около 80%. Усваивается элемент в желудке, бывает в тонком кишечнике. Благодаря витамину D происходит лучшее усвоение макроэлемента, а вот пересоленная еда и белковая пища, наоборот, замедляют процесс всасывания натрия организмом.

При употреблении натрия сверх нормы может возникать негативная реакция организма в виде скопления жидкости в организме, образования отёчности, повышения давления. Злоупотребление натрием ведёт к уменьшению запасов магния, кальция и калия в организме.

Польза натрия для организма очевидна – он поддерживает его здоровое состояние и обеспечивает нормальный рост. В сочетании с хлором натрий способен препятствовать утечке жидкости из капилляров и кровеносных сосудов в прилегающие ткани. Натрий принимает участие в транспортировке различных веществ по организму. Так, он переносит сахар по клеткам, передаёт нервные сигналы и импульсы, задействуется при мышечных сокращениях. Благодаря обеспеченности организма натрием можно избежать теплового или солнечного удара.

Из-за того, что натрий выводится из человеческого организма регулярно вместе с потом, то и потребность в нём есть постоянно. Так как людской организм не устроен таким образом, чтобы самостоятельно производить для себя же натрий, то пополнять запасы необходимо извне. Это достаточно легко можно сделать при помощи употребляемой пищи и добавок к ней.

Кроме поваренной соли, в 100 г которой содержится около 40 г натрия, элемент содержится в такой продукции:

В морской соли;

В соевом соусе высокого качества;

В разнообразной солёной пище.

Предпочтение лучше отдавать альтернативной морской соли, так как она не задерживает жидкость в организме.

Богаты натрием и такие повседневные продукты:

Ржаной хлеб;

Сыр твёрдых сортов;

Яйца куриные;

Говяжье мясо.

Незначительное количество натрия содержится:

В устрицах и крабах;

В морской капусте;

В свёкле;

В морковке.

Существует ряд растений, богатых натрием. Среди них одуванчик, сельдерей, цикорий.

При потреблении значительного количества минеральной воды можно не только пополнить запасы натрия в организме, но также хлора и кальция.

Побочные эффекты от употребления натрия и вред вещества

Довольно распространённой проблемой является накопление натрия в клетках и тканях организма. При такой ситуации натрий вытесняет своими объёмами другие полезные вещества, необходимые организму для нормальной жизнедеятельности. Происходить это может неосознанно, ведь «заботливые» производители продуктов постарались обеспечить натрием большинство из них. В результате человек потребляет ежедневную норму соли, не задумываясь, что нужное количество натрия в организм уже поступило. Следует отказаться от поваренной соли таким людям:

Имеющим заболевания крови;

Страдающих от проблем с лёгкими;

Тем, кто имеет заболевания печени и почек;

Тем, у кого ослаблена сердечно-сосудистая система и подвержены эти органы частым заболеваниям.

Избыток и нехватка натрия: вред для организма

За оптимальный баланс натрия в организме отвечают почки. Они выступают регуляторами либо удерживая элемент, либо выделяя его в зависимости от поступающего количества натрия в организм. Поэтому при исправном функционировании этого органа и отсутствующих внешних воздействиях на организм не может развиться профицит или недостаток натрия. Некоторые внеплановые ситуации могут существенно снизить уровень натрия. К таким относятся:

Рвота на протяжении длительного времени;

Тяжёлые физические нагрузки в условиях сильной жары;

Повышенная потливость долгий срок;

Сильная диарея.

Повышенное содержание натрия в организме возникает при злоупотреблении поваренной солью при заболеваниях сахарный диабет, невроз, гипертония. Склонны к накоплению натрия в организме и люди с нарушенной выделительной функцией почек, предрасположенностью к быстрому образованию отёчности. Результатом чрезмерного количества натрия в организме могут стать симптомы:

Повышение возбудимости;

Появление гиперактивности;

Развитие впечатлительности и эмоциональности;

Проявление аллергической реакции;

В определённых случаях может появляться непреодолимая жажда, частое мочеиспускание и повышенная несвойственная потливость.

О недостатке натрия в организме свидетельствуют такие симптомы:

Снижение аппетита;

Потеря чувствительности вкуса;

Повышенное образование газов;

Появление спазмов желудка и органов ЖКТ;

Ухудшения функции запоминания;

Иногда судороги, высыпания на коже, тошнота и рвота.

При движении или ходьбе человек может испытывать трудности баланса туловища, ощущать головокружения, чувствовать быструю утомляемость, мышечную слабость. Характерными симптомами недостатка натрия считаются также резкие перепады настроения, повышенная слезливость, проблемы с памятью.