Плотность натрия
Плотность натрия и другие его физические свойства
Он легко режется ножом и может быть раскатан в фольгу.
Рис. 1. Натрий. Внешний вид.
В кристаллическом виде натрий имеет объемно-центрированную кристаллическую решетку с металлическим типом химической связи. Наличие в атоме натрия одного валентного электрона, который он предоставляет в общее пользование, обусловливает низкие значения энергии кристаллической решетки и энергии атомизации, металлический блеск, высокую электропроводность, а также низкие температуры плавления и кипения. Важнейшие константы натрия представлены в таблице ниже:
Таблица 1. Физические свойства и плотность натрия.
|
Плотность, кг/м3 |
968 |
|
Температура плавления, oС |
98 |
|
Температура кипения, oС |
883 |
|
Энергия ионизации атома, эВ |
5,14 |
|
Относительная электроотрицательность |
0,93 |
|
Радиус атома, нм |
0,189 |
|
Стандартная энтальпия диссоциации молекул при 25oС, кДж/моль |
91,7 |
В газообразном состоянии натрий существует в виде атомов или двухатомных молекул, доля последних в паре уменьшается с ростом температуры (1% Na2 при 350oС).
Распространенность натрия в природе
Из всех щелочных металлов натрий является наиболее широко распространенным элементом в природе (2,27 мас.%), причем благодаря своей высокой химической активности он встречаются исключительно в виде соединений.
Основными источниками натрия являются каменная соль (практическичистый NaCl), глауберова соль или мирабилит (Na2SO4×10Н2О), сильвинит (КСl×NaCl) и др. Кроме этого натрий обнаружен в атмосфере Солнца и в межзвездном пространстве.
Краткое описание химических свойств и плотность натрия.
Натрий очень химически активный металл, что обусловлено низкими значениями энергий атомизации и ионизации. В этой связи его хранят под слоем углеводородного растворителя, чаще всего керосина. Это необходимо для того, чтобы предотвратить реакцию взаимодействия с кислородом и водяным паром, однако с натрием все-таки можно работать на воздухе, соблюдая соответствующие меры предосторожности.
Натрий легко окисляется кислородом, галогенами, а при нагревании взаимодействует с водородом, серой, фосфором. При нагревании натрия с углем или ацетиленом образуются ацетиленидыM2C2.
O2 + 2Na = Na2O2 (сжигание на воздухе);
2Na + Cl2 = 2NaCl (to = 150-200oС);
2Na + S = Na2S (to> 130oС);
6Na + N2 = 2Na3N (to = 100oС, электрический разряд);
3Na + P = Na3P (to = 200oС, в атмосфере аргона);
2Na + 2C = Na2C2 (to = 150-200oС).
Примеры решения задач
| Задание | Вычислите плотность по азоту смеси, состоящей из 100 мл аргона, 200 мл кислорода и 100 мл хлороводорода HCl. |
| Решение | Найдем объемные доли веществ в смеси:
j = Vgas / Vmixture_gas; j (Ar) = V(Ar) / Vmixture_gas; j (Ar) = 100 / (100 + 200 + 100) = 100 / 400 = 0,25. j (O2) = V(O2) / Vmixture_gas; j (O2) = 200 / (100 + 200 + 100) = 200 / 400 = 0,5. j (HCl) = V(HCl) / Vmixture_gas; j (HCl) = 100 / (100 + 200 + 100) = 100 / 400 = 0,25. Объемные доли газов будут совпадать с молярными, т.е. с долями количеств веществ, это следствие из закона Авогадро. Найдем условную молекулярную массу смеси: Mrconditional (mixture) = j (Ar) ×Mr(Ar) + j (O2) ×Mr(O2) + j (HCl) ×Mr(HCl); Mrconditional (mixture) = 0,25×40 + 0,5×32 + 0,25 × 36,5 = 10 + 16 + 9,125. Mrconditional (mixture) = 10 + 16 + 9,125 = 35,125. Найдем относительную плотность смеси по азоту: DN2(mixture) = Mrconditional (mixture) / Mr(N2); DN2(mixture) = 35,125 / 28 = 1,25. |
| Ответ | Плотность по азоту смеси, состоящей из аргона, кислорода и хлороводорода равна 1,25. |
| Задание | Плотность по водороду газовой смеси, состоящей из этана C2H6 и пропана C3H8, составляет 19,9. Вычислите условную молекулярную массу смеси газов. |
| Решение | Относительная плотность смеси газов по водороду можно определить по следующей формуле:
DH2(mixture) = Mrconditional (mixture) / Mr(H2) = 19,9. Отсюда, условная молекулярная масса смеси газов равна: Mrconditional (mixture) = DH2(mixture)×Mr(H2); Mrconditional (mixture) = 19,9 × 2 = 39,8. |
| Ответ | Условная молекулярная масса смеси газов равна 39,8. |
