Thanks to visit codestin.com
Credit goes to snl.no

Natrium er det ellevte grunnstoffet i periodesystemet. Det har atomnummer 11, atommasse 22,99 og atomsymbol Na.
Av .
Lisens: CC BY SA 4.0

Bakepulver inneholder natrium i form av natriumhydrogenkarbonat (natron).

Oppskriftshefte
I ren form er natrium et sølvhvitt metall. Det er så mykt at man kan skjære i det med en kniv.
Av .
Lisens: CC BY SA 3.0

Natrium er et grunnstoff som i ren form er et sølvhvitt metall. Det er så mykt at det lett kan skjæres med kniv.

Faktaboks

Uttale

natrium

Etymologi
fra natron
Engelsk navn
sodium
Smeltepunkt
97,85 °C
Kokepunkt
883 °C
Massetetthet
0,968 g/cm³

Rent natrium i form av metall reagerer svært lett med andre grunnstoffer. Derfor finnes ikke rent natriummetall i naturen. Natriumioner finnes derimot i mange vanlige stoffer: alt fra såpestykker til bakepulver og saltet man strør på maten.

Rent natrium-metall reagerer lett med andre stoffer, og må oppbevares i en atmosfære av tørr inertgass eller dekket av en vannfri mineralolje, for eksempel parafin, for ikke å reagere med oksygenet i luften. Natrium reagerer også voldsomt med vann og danner hydrogengass, som tar fyr på grunn av varmen fra reaksjonen.

Natrium er livsnødvendig for mennesker og høyerestående dyr. Sammen med kalium regulerer det sammensetningen av kroppsvæskene.

Natrium er det andre grunnstoffet i gruppe 1 (alkalimetallene) i periodesystemet.

Bruk

Natrium gløder med en karakteristisk gul farge. Dette utnyttes i natriumlamper, som ofte brukes som gatelys.

Rent natriummetall reagerer lett med andre stoffer og har få praktiske anvendelser, men det brukes blant annet i metallindustri som reduksjonsmiddel for å rense andre metaller. Natrium brukes også i flere ulike forbindelser. Den vanligste er natriumklorid, som er vanlig bordsalt.

Fremstilling av metall

Natriummetall er et kraftig reduksjonsmiddel og kan derfor redusere de fleste metallklorider og mange metalloksider til frie metaller. Også i organisk kjemisk industri er det et viktig reduksjonsmiddel i tallrike organiske synteser.

Kjølemedium

Natriummetall har en meget god varmeledningsevne og blir flytende ved rundt 100 °C. Natrium og legeringer av natrium og kalium kan derfor under spesielle forhold brukes som kjølemedium, blant annet i noen typer kjernereaktorer. Til forskjell fra vann har natrium et høyt kokepunkt, som gjør at reaktoren kan arbeide under tilnærmet atmosfæretrykk og dermed redusere faren for lekkasjer.

Strømleder

Natrium har god elektrisk ledningsevne, og spesielle kabler der natrium er innkapslet i polyetylenrør brukes som leder av høyspent strøm.

Natriumamalgam, som er en legering mellom natrium og kvikksølv, brukes ved fremstilling av natriumhydroksid ved kvikksølvprosessen.

Belysning

Natrium i gassform brukes i natriumlamper, som ofte benyttes i gatebelysning. De kjennes igjen på det oransje eller gule lyset.

Natriumsalter

Natriummetall brukes også til fremstilling av natriumforbindelser som natriumperoksid, Na2O2, natriumamid, NaNH2, natriumhydrid, NaH, og natriumcyanid, NaCN. Natriumsalter finnes i store mengder, og mange av dem spiller en viktig rolle både i industrien, i laboratorier og i husholdninger. Den mest brukte natriumforbindelsen er vanlig bordsalt, natriumklorid.

Såpe

Såpe inneholder ofte natrium.

Såpe er laget av fett og enten natrium eller kalium. Natriumforbindelsen soda (natriumkarbonat) har blitt brukt til å lage såpe i mange tusen år. De gamle romerne brukte såpe laget av geitetalg og enten soda eller pottaske (kaliumkarbonat). Soda ga faste såpestykker, mens pottaske ga flytende såpe. Dette er fordi natriumsåper har høyere smeltepunkt enn kaliumsåper, og er derfor fastere i konsistensen.

Såpe lages ved å behandle fett med en form for base, for eksempel soda eller natronlut. Fett inneholder fettsyrer, og når fettsyrene behandles med en sterk base, dannes saltene til disse fettsyrene. Når disse saltene i neste omgang løses i vann, dannes såpemolekylene. Såpemolekylene gjør at fett kan løse seg opp i vaskevannet.

Såpemolekylene består av kjeder av karbonatomer hvor den ene enden tiltrekker seg vann (hydrofil ende), mens den andre enden er uløselig i vann (hydrofob ende). Mens den hydrofile enden av molekylet løser seg i vann, vil den hydrofobe enden prøve å unngå vannet. Den hydrofobe enden tiltrekker seg i stedet fett og olje. Så snart det er organiske partikler i vannet angriper såpemolekylene. De stikker den hydrofobe enden inn i fett, olje og smuss, mens de hydrofile endene trekker i den andre retningen. Dermed blir fettmolekylene dratt fra hverandre, og det dannes ørsmå dråper av olje og fett, innkapslet av såpemolekylene. Disse små dråpene kan så skylles ut med vaskevannet.

Forskjellige typer såpe inneholder ulike fettsyrer og ulike polare «hoder», og lages ved at man bruker ulike baser.

Glass

Natriumkarbonat brukes som flussmiddel i glassproduksjon.

Drikkeglass og karafler
Lisens: CC BY SA 3.0

Natriumkarbonat brukes også i produksjon av glass. Grunnstammen i vanlig glass er kvartssand. Natriumkarbonat kan tilsettes som flussmiddel for å gjøre at sanden smelter ved en mye lavere temperatur enn ren kvartssand, som først smelter ved temperaturer over 1700 °C.

Fyrverkeri

Natrium brenner med en karakteristisk gul flamme, og kan brukes til å gi en gul farge til fyrverkeri.

Balsamering

I Det gamle Egypt ble natron brukt til balsamering av lik. Egypterne fylte tøyposer med natron og plasserte disse inne i kroppen. Kroppens overflate ble dekket med natron i pulverform eller med de samme tøyposene. Siden natron er hygroskopisk og tiltrekker seg vann, vil det i mumifiseringen dra fuktighet fra likene slik at man unngår forråtnelsesprosessene som ellers ville finne sted. Når kroppen var tørket, ble natronet fjernet og huden ble etter hvert behandlet med sevje. Etter denne behandlingen var kroppen klar til å bli surret inn i tekstiler.

Forekomst

Hvite avleiringer av fast natriumklorid langs kysten av Dødehavet.

Av /NTB ※.

En liten del av Kingas kapell i saltgruven Wieliczka i Polen.

Kingas kapell
Lisens: CC BY NC SA 3.0

Natrium forekommer ikke i ren form i naturen, men det finnes i ulike kjemiske forbindelser. I jordskorpen er det 2,3 vektprosent natrium som natriumioner i silikater og feltspater. Ved forvitring blir natriumioner vasket ut og ført ut i havet med regnvannet. Ett kilogram havvann inneholder 26,8 gram natriumklorid (vanlig salt), som tilsvarer 10,5 gram natrium. Dette svarer til 77,7 prosent av alle salter som er løst i havvannet.

Store mengder natriumklorid forekommer i saltleier som består hovedsakelig av fast natriumklorid dekket med et lag av kalium- og magnesiumsalter. De var opprinnelig løst i havet, men ved endringer i jordskorpen har noe av vannet blitt avstengt fra resten av havet og vannet har tørket inn.

Det meste av saltet vi finner på middagsbordene rundt om i verden, er tatt ut av slike avsetninger. Noen av disse er restene av forhistoriske sjøer, som Great Salt Lake i Utah og Dødehavet i Midtøsten. Likevel tas mesteparten av saltet vi bruker ut av underjordiske avsetninger som kan være enorme, over 1000 meter dype. Et eksempel på dette er saltgruvene i Wieliczka utenfor Kraków i Polen.

Et annet viktig natriummineral er chilesalpeter (natriumnitrat).

I kroppen

Vi får i oss natrium gjennom vanlig bordsalt. Natrium er nødvendig i fysiologiske prosesser hos både mennesker og dyr, men et overdrevet inntak av natrium kan blant annet føre til høyt blodtrykk.
Av /Shutterstock.

Natrium er livsnødvendig for mennesker og høyerestående dyr. Sammen med kalium regulerer det sammensetningen av kroppsvæskene. Mennesker trenger 0,5 gram natrium per dag, men mange spiser langt mer enn dette – og det kan også gi helseproblemer som for eksempel høyt blodtrykk.

Alt i alt inneholder kroppen omtrent like mange natrium- og kaliumioner, hovedsakelig i form av klorider, hydrogenkarbonater og fosfater. Mens kaliumionene er dominerende i cellevæskene (inne i cellene), befinner det meste av natriumionene seg i de ekstracellulære væskene (utenfor cellene).

Endringer i dette forholdet mellom natrium og kalium er bestemmende for utvekslingen av natrium/kaliumioner gjennom cellemembranene. Det virker regulerende på det osmotiske trykket og membranpotensialene, og dermed på den sammenhengende overføringen av nerveimpulser og andre elektrofysiologiske funksjoner.

Planter trenger vanligvis bare små mengder natrium; større mengder finnes bare i hav- og strandplanter. Mange planteetende dyr må derfor få i seg natrium fra andre steder, for eksempel ved å spise mineraler med natrium. Hester og kyrbeite får vanligvis i seg natrium ved at det settes ut saltsteiner som de kan slikke på.

Natriummangel kan oppstå ved sterk svette og annet tap av kroppsvæske. Mangelen merkes først ved tørste, så følger slapphet, uvelhet, krampe og i ekstreme tilfeller død. Symptomene lar seg lett fjerne ved tilførsel av natriumklorid. Mennesker og dyr som hovedsakelig lever av plantekost, kan risikere natriummangel og trenger derfor ekstra salttilskudd.

Giftighet

Noen natriumforbindelser er giftige. Natriumkromat, Na2CrO4, som anvendes til fremstilling av kromfarger, er et av de mest akutt-giftige metallsaltene, og fører blant annet til alvorlige nyreskader bare få timer etter at en person eller et forsøksdyr har svelget små doser. Kromsaltet er også kreftfremkallende og mutagent.

Natriumklorid kan også være giftig i for store mengder. Dødelig dose av natriumklorid er omkring ett gram per kilogram kroppsvekt, mens langt mindre mengder vil kunne gi symptomer som kvalme, oppkast, magesmerter og diaré.

Historie

I 1807 lyktes det den britiske kjemikeren Humphry Davy å fremstille et metall ved elektrolyse av kaustisk soda.

Humphry Davy
Av .
Lisens: fri

Stoffer som i dag er kjent som kaliumsalter og natriumsalter var kjente og i bruk fra oldtiden. De gikk under forskjellige navn, og fordi de hadde lignende kjemiske egenskaper, tok det tid før man greide å skille mellom kalium- og natriumsalter.

Den tyske kjemikeren Martin Heinrich Klaproth var den første til å skille mellom karbonatene av natrium og kalium. Han kalte stoffet fra planteriket kali og stoffet fra mineralriket natron. I 1807 lyktes det den britiske kjemikeren Humphry Davy å fremstille et metall ved elektrolyse av kaustisk soda (natriumhydroksid, NaOH). Han hevdet at dette var et grunnstoff, og han kalte det sodium, fra soda. Da den tyske kjemikeren Ludwig Wilhelm Gilbert (1769–1824) omtalte Davys oppdagelse, kalte han grunnstoffet natrium fra Klaproths natron. Da Jacob Berzelius i 1813 foreslo kjemiske symboler for grunnstoffene, foreslo han først So etter sodium, men byttet symbolet til Na for natrium året etter.

Sodium er fortsatt det offisielle navnet på engelsk og fransk, mens på andre språk kalles grunnstoffet natrium.

Fremstilling

Natriummetall fremstilles ved elektrolyse av smeltet natriumklorid. Natrium dannes ved katoden (som er laget av jern) og klorgass ved anoden (som er av grafitt). Man kan også fremstille metallet ved å redusere natriumhydroksid med karbon eller ved å spalte natriumcyanid, NaCN, ved oppvarming.

Årlig produksjon av natriummetall i verden blir ikke gjort tilgjengelig i offentlige kilder, men antas å være i størrelsesorden hundre tusen tonn.

Elektrolyse kan brukes for å fremstille klorgass og natriummetall. Illustrasjonen viser et standard oppsett for elektrolyse: En anode og en katode står i et kar med elektrolytt (NaCl). Elektrodene er atskilt av en membran. Elektrodene er koblet til en spenningskilde. Ved anoden vil kloridionene i elektrolytten bli til klorgass. Ved katoden går natriumionene over til natrium.

Av .
Lisens: CC BY 4.0

Kjemiske egenskaper

Natriummetall med en overflate av hvitt natriumhydroksid (NaOH), oppbevart i parafin.

I fuktig luft ved romtemperatur reagerer natrium raskt og får en matt, grå overflate av natriumhydroksid. Det må derfor oppbevares beskyttet mot luft, for eksempel på flasker under petroleum eller i lufttette beholdere.

Fordi metallet har lavere tetthet enn vann, flyter det på vann. Samtidig reagerer det raskt med vannet og smelter på grunn av varmen som utvikles i reaksjonen beskrevet med denne reaksjonsligningen:

\[\ce{2Na(s) + 2H2O(l) -> 2Na^{+}(aq) + 2OH^{–}(aq) + H2(g)}\]

Når temperaturen i vannet stiger til over 40 °C, antennes hydrogengassen.

Ved oppvarming i luft brenner natrium med en intens gul flamme til natriumperoksid, Na2O2. Alle flyktige natriumforbindelser farger ikke-lysende flammer sterkt gule. Denne flammereaksjonen brukes til påvisning av natrium (flammeprøver). Spektroskopisk skyldes den gule fargen en dobbeltlinje i linjespekteret ved 589,0 og 589,6 nanometer.

Natriumionet er fargeløst og bidrar ikke til fargen på natriumsalter. Se artikler for de enkelte forbindelsene.

Isotoper

Det er bare én stabil isotop av natrium: 23Na.

Les mer i Store norske leksikon

Eksterne lenker

Kommentarer

Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg