Натрий при обычных условиях. Натрий и его соединения. Почему они получили такое название

НАТРИЙ И ЕГО СОЕДИНЕНИЯ

НАТРИЙ

Характеристика элемента. Элемент I группы периодической системы. Атомный номер 2. Природный изотоп 23 Na . Щелочной металл. Пластичен, легко режется ножом. В соединениях проявляет степень окисления (+1). Химическая активность Н. весьма высока: он бурно реагирует с водой, образуя гидроксид Н. (NaOH) и выделяя водород; легко окисляется на воздухе, образуя оксид (Na 2 О) и пероксид (Na 2 O 2 ); при 200 °C реагирует с водородом с образованием гидрида (NaH ); с аммиаком образует амид (NaNH 2 ), с галогенами - галогениды; горит в атмосфере фтора и хлора; восстанавливает многие металлы из их солей; реагирует с серой при комнатной температуре. При 800–900 °C пары Н. соединяются
с углеродом с образованием карбида (Na 2 C 2 ). Со многими металлами образует сплавы.

Физико-химические свойства. С AS 7440-23-5. Na . М. м. 22,99. Серебристые кристаллы кубической сингонии. 0,968. Т пл 97,9 °С; Т кип 886 °С; Т всп 4 ° С. С водой и этанолом бурно реагирует, не растворяется в диэтиловом эфире.

Получение. Н. может быть получен электролизом гидроксида Н.; восстановлением солей Н. углеродом или другими восстановителями при температурах выше их температур плавления.

Применение. Металлический Н. используется как теплоноситель в авиационных двигателях, машинах для литья под давлением, в различных химических процессах, в ядерных реакторах (сплав с калием), в специальных светильниках; в металлургии в качестве восстановителя и для упрочнения сплавов; в производстве триэтилсвинца; в химической промышленности. Еще о применении натрия и его сплавов см. (Натрий и его соединения).

Содержание в природе. Общее число минералов Н. - 222. Главные из них, являющиеся источниками Н. и его соединений: галит (каменная соль, хлорид Н.) NaCl , чилийская селитра NaNO 3 , тенардит Na 2 SO 4 , мирабилит Na 2 SO 4 · 10H 2 O , трона NaH (CO 3) 2 ·2H 2 O .

Содержание Н. (%) в земной коре 2,5–2,6, в почвах 0,63 (в песчаниках 0,33; в сланцах и глинах 0,66); в морской воде 1,06; в растениях 0,02; в организмах животных 0,1. Главная форма содержания Н. в морской воде - Na + , вероятные главные частицы в море - Na 2 CO 3 . Среднее время пребывания в океане 6,8·10 7 лет; концентрация 10,5–11 мг/г; в морской соли содержание Н. достигает 290 мг/г; средняя распространенность в железомарганцевых осадках Мирового океана 1,94 %. В речной воде содержание Н. 4,5·10 –4 %, концентрация 6300 мкг/л.

В биомассе бактерий Н. накапливается до уровня 460мг/100г сухой массы. Содержание Н. в овощах (мг/100 г): картофель 37, морковь 65, редис 26. В угле содержание Н. составляет 2000, в нефти 2 мкг/г. Содержание Na + в талых водах, полученных из снежного покрова в Антарктиде, 0,003–2,0 мг/л; на окраинах Москвы 0,9–5,1 мг/л; в снеге на Южном и Северном полюсах 0,76–3,9 мг/л (Karlsson ). В воде колодцев (штат Миссисипи, США) содержание Н. достигало 120 мкг/г, в речной воде 11 мкг/г (Choi ).

Ионы Н. входят в состав внутренней среды гидробионтов, во вне- и внутриклеточную жидкость животных и растений. В организме Н. играет важнейшую роль, являясь одним из основных элементов, участвующих в минеральном обмене, в поддержании осмотического давления, кислотно-щелочного равновесия, в проведении нервных импульсов.

Антропогенные источники поступления в окру­жающую среду. В воздух при сжигании угля с летучей золой поступает 4000 мкг/г Н.; городской промышленный аэрозоль содержит Н. в концентрации 8200 мкг/г;
в воздухе над Южным полюсом концентрация Н. 7,2 ± 3,8 нг/м 3 . Сообщается о существовании углей с повышенным содержанием Н. (Донецкий бассейн и др.). При сжигании таких углей происходит интенсивная коррозия поверхностей котлоагрегатов и увеличение содержания Н. в газовыделениях. С выбросами предприятий черной металлургии общее количество поступления Н. в почву составляет 3,7–9,4 мг/кг, содержание Н. в выбросах составляет 0,31–1,1 % (Гармаш). Одним из источников значительных поступлений Н. в почву и затем в пищевую цепь являются промышленно-бытовые сточные воды. Н. содержится в сточных водах городов, промышленных предприятий (химических, нефтехимических, лакокрасочных, текстильных, кожевенных, мыловаренных, резинотехнических, консервных и др.). В водоемы поступают стоки, содержащие хлорид Н. в количестве до 200 г/л (Виноградов, Белецкий). По данным П.Д. Лещенко и др., при использовании для выращивания овощей промышленно-бытовых сточных вод, содержащих в осад­ке Н . в количестве 175–185 мг/кг, его содержание в моркови составляет 76 мг/100 г (в контроле 65 мг/100 г) . Сточные воды промышленной переработки калийно-магниевых руд также содержат много хлорида Н. и, попадая в пресные воды, увеличивают концентрацию Н. в последних до сотен и тысяч мг/л. Значительное количество Н. попадает в почву при использовании хлорида Н. в качестве средства против обледенения поверхности шоссейных дорог. В местностях, где Н. используется для смягчения природных вод, уровень его также увеличивается в питьевой воде (С raun ).

Гигиенические нормативы.

Допустимые уровни Н. в пищевых продуктах, мг/л (мг/кг), не более:

ПДКв = 200 мг/л, санитарно-токсиколо­ги­че­ский ПВ, класс опасности 2. ПДКв.рыб = 120 мг/л, санитарно-токсикологический ПВ.

Меры безопасности труда. При применении Н. и его соединений по назначению см. (Водород, литий и их соединения); при применении как гербицида, моющего средства, в пищевой промышленности см.: ФЗ«О безопасном обращении с пестицидами и агрохи­ми­ ка­тами» № 109-ФЗ от 19.07.1997; ГОСТ 12.3.041–86 «ССБТ. Применение пестицидов для защиты растений»; ГОСТ 12.3.037–84 «ССБТ. Применение минеральных удобрений в сельском и лесном хозяйстве. Общие требования безопасности»; СанПиН 1.2.1077–01 «Гигие­ни­ческие требования к хранению, применению и транспортированию пестицидов и агрохимикатов»; СП 1.2.1170–02 «Гигиенические требования к безвредности агрохимикатов»; МР № 2001/26 «Гигиеническая классификация пестицидов по степени опасности» от 16.04.2001; МР № 2001/73 «Метод оценки риска воздействия пестицидов на работающих» от 16.04.2001; МР № 4264-87 «Охрана труда и здоровья работников теплиц»; «Предупредительный и текущий санитарный надзор за условиями труда в производстве порошковых синтетических моющих средств. Методическое пособие» (Ангарск, 1986); МР «Профилактика профессионального риска и охрана труда работающих в производстве синтетических моющих средств (СМС и СЧС)» (СПб., 2001); СанПиН 2.3.2.1078–01 «Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов»; при производстве бумаги см.: «Методические рекомендации по организации общественного питания трудящихся целлюлозно-бумажной промышленности» (Л., 1985), а также у Е.Н. Буркацкой; Г.А. Коб­риц; В.Ф. Максимовой ; Г.В. Селюжицкого и др.; В.Н. Ра­кит­ского и др.

Природоохранные мероприятия. См.: ГОСТ 17.1.3.04–82 (СТ СЭВ 3077–81) «Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к охране поверхностных вод от загрязнения пестицидами»; МР № 10159 «Мероприятия по охране окружающей среды и условий труда при применении дефолиантов и детоксикантов в сельском хозяйстве» (Ташкент, 1985), а также у Е.И. Гончарука и др.; А.И. Потапова и др.; В.И. Циприян и др.; С.Э. Шибанова.

Индивидуальная защита. См.: Методические рекомендации «Применение средств индивидуальной защиты органов дыхания при работах с пестицидами в сельском хозяйстве» (М., 1985); «Применение индивидуальных средств защиты при работе с пестицидами (агрохимикатами) и минеральными удобрениями в сельском хозяйстве» (Алма-Ата, 1982);МР № 2548–82 «Профилактика отравлений пестицидами при при­ме­нении их в сельском хозяйстве», а также у Н.А. Кагана.

ДРУГИЕ СОЕДИНЕНИЯ НАТРИЯ

Токсическое действие. Гидробионты. Предельно допустимое увеличение концентрации Н. в воде Черного моря для гидробионтов из разных систематических групп и экологических комплексов (природные комплексы микроорганизмов, фито- и зоопланктон, фито- и зообентос, рыбы) колеблется от 1,3 до 7,5 г/л. Исходя из особенностей распределения разных типов фауны в Черном, Азовском и Каспийском морях, А.К. Виноградов и В.И. Белецкий полагают нежелательным повышение солености в результате сброса сточных вод, содержащих хлорид Н., в районах моря с соленостью менее 13 % и рекомендуют избегать для сброса районы с более высокой соленостью. Локальный рост солености на 3 % в таких регионах при сбросе стоков, содержащих преимущественно хлорид Н., не будет приводить к смене типа фауны.

В токсических дозах Н. вызывает у рыб паралич нервно-мышечного аппарата, поражение жаберного эпителия. Характерный признак отравления - темное окрашивание тела рыбы. Токсическая концентрация Н., вызывающая гибель плотвы и линей через 24 ч, - 10–15 г/л.

Хроническое отравление. В течение 6 месяцев крысы получали питьевую воду с содержанием Н. 75 или 100 мг/л и калия соответственно 7,5 и 10 мг/л (Омельянец и др.). При этом у животных наблюдались эритропения, лейкопения, снижение цветового показателя крови, содержания гемоглобина, активности АЛТ и АСТ сыворотки крови, происходило снижение массовых коэффициентов сердца и желудка, увеличение содержания аскорбиновой кислоты в надпочечниках и печени. В моче увеличивалось содержание мочевины и креатинина. Патоморфологически отмечались отечность слизистой оболочки желудка и тонкой кишки, гиперемия, отдельные очаги кровоизлияния, увеличение числа клеток с митозами, дискомплексация печеночных балок гепатоцитов, явления плазморрагии; в миокарде очаговая дистрофия миоцитов. При уровнях Н. и калия в питьевой воде 150 и 15 мг/л соответственно в течение 3-месячного периода у животных отмечалось стойкое увеличение содержания катехоламинов, периода биологического выведения йода щитовидной железой, снижение интенсивности тканевого дыхания печени и мозга, активности сукцинатдегидрогеназы ЛДГ. Выявлены также снижение активности АХЭ и содержания гликогена в ткани печени, увеличение длительности гексеналового сна, увеличение содержания Н. в сыворотке крови, скелетной мышечной ткани, резкое возрастание длительности латентного периода рефлекса.

Гигиенические нормативы.

Перкарбонат Н. : ПДКр.з = 2 мг/м 3 , аэрозоль, класс опасности 3.

Пентацианидоферрат( III ) Н. дигидрат : ОБУВр.з = 0,3 мг/м 3 , аэрозоль, требуется специальная защита кожи и глаз.

Гексаметафосфат Н. : ПДКв.рыб = 18,5 мг/л (по фосфат-иону), 7,26 мг/л (по фосфору), токсикологический ПВ.

Дигидрофосфат Н. : ОБУВа.в = 0,1 мг/м 3 . ОДУв =3,5 мг/л, общесанитарный ПВ, класс опасн ости 3.

Смесь хлората Н. и мочевины : ПДКр.з = 10 мг/м 3 , аэрозоль, класс опасности 3.

Сульфит-сульфатные соли Н. : ПДКм.р = 0,3 мг/м 3 , ПДКс.с = 0,1 мг/м 3 , резорбтивное действие, класс опасности 3.

Сульфонат нефтяной Н. : ПДКв.рыб = 0,1 мг/л, токсикологический ПВ, класс опасности 4.

Методы определения. Определение Н. в природных водах - ионная хроматография; предел определения - 0,05 мг/л (Basta , Tabatabai ). Определение Н. в промышленных и бытовых сточных водах методом пламенно-эмис­си­он­ной спектрометрии с чувствительностью менее 0,1 мг/л или посредством гравиметрического метода с осаждением в виде цинкуранилацетата Н.