Формула оксида натрия

Определение и формула оксида натрия

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Оксид натрия — это бинарное химическое соединение, относящееся к основным оксидам.

Химическая формула – $Na_2O$

Молярная масса равна $61,98$ г/моль.

Физические свойства – белое термически устойчивое тугоплавкое твердое вещество.

Химические свойства оксида натрия

При нагревании выше $700^{\circ} \text{C}$ разлагается на пероксид натрия и натрий:
$2Na_2O = Na_2O_2 + 2Na$
Энергично взаимодействует с водой с образованием сильнощелочного раствора:
$Na_2O + H_2O = 2NaOH$
Поскольку является основным оксидом, то реагирует с кислотами и кислотными оксидами:
$Na_2O + CO_2 = Na_2CO_3$
При высокой температуре реагирует с оксидом алюминия:
$Na_2O + Al_2O_3 = 2NaAlO_2$

Получение

Один из способов получения оксида натрия основан на разложение пероксида натрия при сильном нагревании:

$2Na_2O_2=2Na_2O+O_2$

Также оксид натрия образуется при взаимодействии натрия с гидроксидом натрия:

$2Na+2NaOH=2Na_2O+H_2$

При термическом $(>1000^{\circ} \text{C})$ разложении карбоната натрия также образуется оксид натрия:

$Na_2CO_3 = Na_2O +CO_2$

Применение

Оксид натрия, как правило, используется в качестве реактива для различных неорганических синтезов, а именно в основном для получения гидроксида натрия.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание

Оксид натрия с массой $5$ грамм растворили в $100$ мл воды. Найдите массовую долю гидроксида натрия в полученном растворе.

Решение

Запишем уравнение химического взаимодействия оксида натрия с водой:

$Na_2O + H_2O = 2NaOH$

Найдем количество моль оксида натрия, взятого для растворения:

$n\left ( Na_2O \right )=\frac{m\left ( Na_2O \right )}{M\left ( Na_2O \right )} = \frac{5}{62}=0,081$ моль

Из $0,081$ моль оксида натрия, согласно стехиометрическому уравнению, получается $2 \cdot 0,081 = 0,161$ моль гидроксида натрия. Найдем его массу:

$m\left ( NaOH \right )=n\left ( NaOH \right ) \cdot M\left ( NaOH \right )=0,161 \cdot 40 = 6,44$ г

Найдем массу полученного раствора.

Поскольку плотность воды равна 1 г/мл, то объем воды будет равен ее массе, тогда:

$m\left ( solution \right )=m\left ( H_2O \right )+m\left ( Na_2O \right )=100 + 5 = 105$ г

Определим массовую долю гидроксида натрия в полученном растворе:

$\omega \left ( NaOH \right )=\frac{m\left ( NaOH \right )}{m\left ( solution \right )}=\frac{6,44}{105}= 0,061$ или $6,1 \%$

Ответ

$\omega \left ( NaOH \right )=6,1 \%$

ПРИМЕР 2

Задание

Сколько грамм натрия потребуется для получения $10$ грамм оксида натрия, какова его массовая доля в данном соединении?

Решение

Запишем гипотетическую реакцию образования $Na_2O$ из простых веществ:

$2Na+0,5O_2 \rightarrow Na_2O$

Из стехиометрии реакции найдем количество моль натрия:

$n\left ( Na \right )=2 \cdot n\left ( Na_2O \right )=2 \cdot \frac{m\left ( Na_2O \right )}{M (Na_2O)} = 2 \cdot \frac{10}{77,98}=0,256$ моль

Определим массу натрия и его долю:

$m\left ( Na \right )=n\left ( Na \right) \cdot M\left ( Na \right )=0,256 \cdot 23=5,899$ г

$\omega \left ( Na \right )=\frac{m \left ( Na \right )}{m ( Na_2O)}=\frac{5,899}{10}=0,5899$ или $58,99 \%$