Natrium
| Natrium | |
| Elementsymbol | Na |
| Ordnungszahl | 11 |
| Relative Atommasse | 22,98976928 |
| Aggregatzustand | fest |
| Schmelzpunkt | 97,72 °C |
| Siedepunkt | 890 °C |
| Elementkategorie | Alkalimetall |
Natrium ist das sechsthäufigste chemische Element in der Erdhülle, das in der Natur fast nur in Verbindungen vorkommt. Es handelt sich um ein sehr weiches, an Schnittstellen silberweiß glänzendes Leichtmetall aus der 1. Hauptgruppe (Alkalimetalle) des Periodensystems. Es ist ein sehr unedles Metall und damit außerordentlich reaktionsfreudig. Natrium ist in chemischen Verbindungen leicht daran zu erkennen, daß es bei der Verbrennung eine nicht leuchtende Flamme intensiv gelb färbt und dabei die Flammenfärbung durch andere chemische Elemente überdeckt.
Inhaltsverzeichnis
Eigenschaften
Natrium ist ein sehr reaktionsfähiges Element, das an feuchter Luft oxidiert; es wird daher in Petroleum aufbewahrt. Mit Chlor bildet es unter Lichtentwicklung Natriumchlorid. Herstellbar ist es durch Elektrolyse von geschmolzenem Natriumhydroxid. Natrium reagiert sehr heftig mit vielen Reaktionspartnern. Es bildet ionische, meist gut in Wasser lösliche, Verbindungen, von denen zum Beispiel Natriumchlorid (Steinsalz) und Natriumcarbonat in riesigen Lagerstätten in der Natur vorkommen. Mit anderen Alkalimetallen bildet Natrium Legierungen, die ebenso wie Natriumamalgam bei geeigneter Zusammensetzung bei Zimmertemperatur flüssig sind.
biologisch
Für den menschlichen Organismus sind Natrium-Ionen u. a. an der Erregungsleitung der Nerven beteiligt. Sie werden hauptsächlich mit dem Kochsalz aufgenommen. Natrium ist zudem für das Gleichgewicht des Flüssigkeitshaushalts bzw. des osmotischen Druckes im Körper sowie für die Funktion des Nervensystems und der Muskeln von großer Bedeutung.
Zuviel Natrium kann jedoch Nierenschäden verursachen und das Risiko, einen hohen Blutdruck zu bekommen, erhöhen.
Geschichte
Während Soda (Natriumcarbonat) schon seit dem Altertum bekannt ist, wurde der Charakter dieser Verbindung aber erst viel später erkannt. Erst 1807 konnte der englische Chemiker Humphry Davy das erste elementare Natrium durch Elektrolyse von Ätznatron (Natriumhydroxid - NaOH) erzeugen. Er benannte das gefundene Element nach der Verbindung Soda mit „sodium“. Diese Bezeichnung wird u. a. im englischen und französischen Sprachraum verwendet, Ableitungen hiervon in den romanischen und zum Teil auch in slawischen Sprachen. Die Bezeichnung der Alchemisten für Soda war „natron“. Danach bekam das Natrium in Deutschland seinen Namen „Natronium“, der später zu Natrium verkürzt wurde; Ableitungen hiervon sind u. a. in Skandinavien, im Niederländischen und einigen slawischen Sprachen in Verwendung.
Vorkommen
Natrium ist zu 2,63 Prozent am Aufbau der Erdkruste beteiligt. Da es zu den sehr unedlen Metallen gehört, die ausgesprochen reaktionsfreudig sind, findet man es nie elementar, sondern immer in gebundener Form. Die entsprechenden Salzlagerstätten der Erde sind riesig. Je nach den am Natrium gebundenen Anionen werden verschiedene Bezeichnungen verwendet. Zu den mineralischen Natriumsalzen gehören unter anderem Steinsalz (Halit, Natriumchlorid - NaCl), Natronsalpeter (Chilesalpeter, Natriumnitrat - NaNO3), [Soda] (eine Verbindung aus Natriumcarbonat mit Kristallwasser - Na2CO3 x 10 H2O), Kryolith (eine Komplexverbindung mit Natrium-, Aluminium- und Fluorid-Ionen - Na3(AlF6), Borax (eine Verbindung der Elemente Natrium, Bor, Sauerstoff und Kristallwasser - Na2B4O7 x 10 H2O). In den Gewässern der Erde kommen größere Natriummengen in Ionenform vor. Insbesondere der Natriumchloridgehalt in den Weltmeeren ist mit durchschnittlich 26,8 g/l beachtlich. Durch Verdunstung von Meerwasser konnten sich in vergangenen Erdzeitaltern die heutigen Salzlagerstätten bilden.
Herstellung
Da Natrium sehr unedel ist, lässt es sich nicht durch einfache Redoxreaktionen aus seinen Verbindungen herstellen. Man nutzt daher die Schmelzflusselektrolyse. Beim DOWNS-Verfahren verwendet man als Ausgangsstoffe ein Gemisch aus Natriumchlorid (NaCl), Bariumchlorid (BaCl2) und Calciumchlorid (CaCl2). Bei etwa 7 Volt, einer Stromstärke von 35.000 Ampere und 600 °C bilden sich aus dem Natriumchlorid die Reaktionsprodukte Chlor und Natrium.
Verwendung
Das metallische Natrium wird zum größten Teil für die Herstellung von Natriumverbindungen wie Natriumamid, Natriumhydrid oder Natriumcyanid verwendet. Verflüssigtes Natrium besitzt eine gute Wärmeleitfähigkeit und wird daher in Kühlkreisläufen (Kernreaktoren) eingesetzt. Da Natrium stark wasseranziehend wirkt, kann es im Labor zur Trocknung verwendet werden. Das Metall dient als Reduktionsmittel in der Metallurgie und zur Goldwäsche. In Natriumdampflampen erzeugt Natriumdampf das bekannte gelbe Licht der Straßenbeleuchtung.
