symbool Na, atoomnr 11, atoomgew. 22,997 (Fr. en Eng.: sodium) (naam afgeleid van natron = soda = natriumcarbonaat), is een van de meest voorkomende elementen; het komt op de 7de plaats in de samenstelling van de aardkorst. Hoewel reeds lang als element herkend, werd het pas in 1807 door Davy geïsoleerd door electrolyse.
Het komt niet vrij voor; vnl. is het in enorme hoeveelheden aanwezig in zeewater en als steenzout. Tal van silicaten zijn ook natriumverbindingen.De bereiding van het metaal geschiedt door electrolyse van hel gesmolten hydroxyde of chloride. Het scheidt zich dan in gesmolten vorm aan de kathode af. Het wordt in het klein in staven onder petroleum bewaard, ook in fijne verdeling, in het groot echter in luchtdicht gesloten vaten of zelfs in tankwagens vervoerd, waaruit het na verwarmen in gesmolten toestand wordt verwijderd. Bij de electrolyse van hydroxyde wordt er zorg voor gedragen door bij zo laag mogelijke temperatuur te werken (330 gr. C.), dat de reactie NaOH + Na -> Na2O + ½H niet plaatsvindt, een diafragma verhindert reactie met het aan de anode vrijkomende water. Bij de electrolyse van het veel goedkopere keukenzout is de veel hogere temperatuur, die nodig is, ondanks toevoeging van calciumchloride, een belangrijk bezwaar.
Een chemische bereidingswijze, waarbij gesmolten NaOH over gloeiende cokes vloeit, waarbij natriumdamp ontwijkt, wordt niet meer gebruikt. Toepassing vindt natrium uitsluitend in de chemische industrie, vnl. voor de bereiding van natriumamide, -cyanide en als natriumaethylaat, voorts voor de reductie van sommige metalen, zoals thorium en wolfram .
Natrium is een zilverwit, zacht metaal, s.g. 0,971, dat reeds bij 97,5 gr. smelt. Het is vluchtig, waarbij de damp ten dele uit Na, bestaat; het k.pt is 880 gr. Aan de vochtige lucht bedekt het zich snel met een korst hydroxyde. Op water gebracht beweegt een stukje metaal zich sissende snel heen en weer onder waterstofontwikkeling, doch het ontvlamt niet in onderscheid tot kalium; wel echter, wanneer het zich bijv. op een stukje papier niet kan bewegen. Met de meeste elementen reageert het heftig. Met silicium en koolstof echter verbindt het zich niet rechtstreeks.
Een legering van natrium en kalium is bij kamertemperatuur vloeibaar. Geringe toevoegingen van natrium, bijv. aan lood, verbeteren de eigenschappen.
Het emissie-spectrum van natriumdamp is gekarakteriseerd door een lijn in het geel, de Naolijn, die bij iets grotere dispersie uit een doublet blijkt te bestaan uit D15896 A en 0,5890 A. De geelkleuring van een vlam is karakteristiek voor natrium verbindingen. Ontladingslampen met natriumdamp vinden toepassing voor straatverlichting. In het zonnespectrum zijn op de plaats van de Nan-lijnen twee donkere zgn. Fraunhoferlijnen te zien als gevolg van de adsorptie van licht door natriumdamp in de atmosfeer van de zon.
Natriumverbindingen (oude naam natronzouten) zijn talrijker dan van enig ander metaal, en van de meeste zuren is het natriumzout het meest belangrijke, vooral in de techniek (z ook kalium).
Natriumhydride, NaH, is een zoutachtig hydride (z lithium).
Natriumoxyden. Het normale oxyde Na2O ontstaat bij verbranding van natrium slechts in geringe mate naast het peroxyde Na2O2. Dit laatste vormt een gele stof, die een sterk oxydatiemiddel is. In water gebracht wordt het als sterk werkend, maar duur bleekmiddel gebruikt. In zuur milieu ontstaat waterstofperoxyde. Met koolmonoxyde geeft Na2O2 direct Na2G03, met CO, wordt naast Na2CO2 zuurstof gevormd (toepassing in gasmaskers voor regeneratie van verbruikte lucht).
Natriumhydroxyde, natronloog, NaOH, wordt vnl. gewonnen door electrolyse van NaCl-oplossingen, maar ook nog steeds door omzetting van NaCl met gebluste kalk Ca(OH)2. Het komt in de handel als 40 pct oplossing en als witte brokken, staafjes of pastilles. Het lost onder sterke warmte-ontwikkeling op in water (oplosbaarheid bij 0 gr. 42 g; bij 100 gr. 347 g per 100 ml) en evenzo in methyl- en aethylalkohol (alkoholische loog). Het vindt talrijke toepassingen in techniek en laboratorium (o.a. bij de zeepfabricage, cellulose, papier en memoriseren van katoen).
Natriumamide NaNH3, z amiden.
Natriumazide NaN3 (z stikstof, stikstofwaterstofzuur).
Nalriumfluoride NaF, -bifluoride NaHF, z fluor.
Natriumchloride is keukenzout, steenzout of haliet, NaCl. Het is een kleurloze stof, die in kubische kristallen kristalliseert, zowel uit de oplossing als uit de smelt. Vooral op de laatste wijze kunnen zeer grote doorzichtige kristallen worden verkregen, waaruit prisma’s en platen kunnen worden vervaardigd voor optische toestellen, omdat NaCl infra-rode straling van lange golflengte tot 17𝜇 doorlaat. Door bestraling met Röntgen- en radio-actieve straling ontstaat blauw gekleurd zout door geringe hoeveelheden vrij natrium in fijne verdeling, ook in de natuur komt dit blauwe zout voor. Het smeltpunt van NaCl is 801 gr., k.pt 1450 gr., s.g. 2,165. De oplosbaarheid in water neemt slechts weinig toe met de temperatuur (35,7 g bij o gr., resp. 39,1 g bij 100 gr. per 100 ml water).
Bij het inleiden van zoutzuur slaat het zout in zuivere vorm neer. In alkohol is het practisch onoplosbaar (z voorts zout).
Natriumbromide, z broom.
Natriumjodide, z jodium.
Natriumchloraat, NaCl03 (z chloor).
Natriumhypochloriet, NaCIO, Eau de Labarraque, z chloor.
Natriumnitraat, natron of Chilisalpeter of nitrum, NaNO„ wordt vnl. aangetroffen in Chili, waarschijnlijk gevormd uit organisch materiaal. Synthetisch wordt het thans ook bereid uit salpeterzuur en soda. Als grondstof voor salpeterzuur heeft het thans weinig betekenis meer. Het is een belangrijke meststof, hoewel thans veelvuldig gemengde nitraten worden gebruikt. Verder wordt het in de vuurwerkindustrie gebruikt. Natriumnitraat, s.g. 2,26, sm.pt 307 gr. ondeedt bij hoge temperaturen met het ontwijken van zuurstof.
Oplosbaarheid bij 0 gr. 73 g; 100 gr. 180 g per 100 ml water. De kristalstructuur is isomorph met die van calciet, CaC03. Vroeger was het inmaakzout vaak met salpeter verontreinigd en dit was oorzaak van de roodkleuring van het zwoerd van gezouten en gekookt varkensvlees; nu wordt het soms toegevoegd.
Natriumnitriet, NaNO2, is het gebruikelijke zout van salpeterigzuur (z stikstof); het wordt toegepast in de organische synthese (diazotering z diazoverbindingen).
Natriumphosphaten zijn zeer talrijk en vele, ook van de polyphosphaten, zijn van belang (z phosphor). Het zgn. phosphorzout is Na(NH4)HP04; het wordt gebruikt in de qualitatieve analyse, omdat het gesmolten aan een pladnadraad met tal van metalen karakteristieke kleuren geeft.
Natriumsulfaat komt watervrij voor als thenardiet, met gips als glauberiet. Het gekristalliseerde product, Na2S04.ioH20 heet van oudsher Glauberzout, ook sal mirabile. Het komt in de natuur voor in sommige zoute meren, in tal van minerale wateren en ook in de bodem, bijv. in Rusland en Canada. Voorts ontstaat het bij vele processen als afvalproduct. De oplosbaarheid neemt met stijgende temperatuur toe tot 32,4 gr., bij welke temperatuur de overgang in het watervrije zout plaatsvindt, waarna de oplosbaarheid verder afneemt. Er is ook nog een instabiel hydraat Na2S04. 7H2O bekend. Het wordt bereid uit NaCl en zwavelzuur bij de zoutzuurbereiding of door dubbele omzetting 2 NaCl + MgS04 Na2S04 + MgCl2 bij de verwerking van carnalliet (z magnesium).
Het wordt vooral gebruikt (watervrij) bij de glasfabricage, bereiding van natriumsulfide enz., en voorts in de textiel ververij. Vele kleurstoffen komen ook voor versneden met Glauberzout of met het watervrije zout.
In het laboratorium dient Na2S04 wel als droogmiddel voor organische vloeistoffen. Het wordt ook wel als laxans gebruikt, evenals magnesiumsulfaat. Het sm.pt is 884 gr., s.g. Glauberzout 1,464, oplosbaarheid o gr. 11 g, 30 gr. 92 7 g per 100 ml.
Natriumbisulfaat, NaHS04, ontstaat uit NaCl met overmaat sterk zwavelzuur. Bij verhitting ontstaat eerst NaaS207, het pyrosulfaat, en vervolgens wordt S08 afgesplitst en ontstaat NaaS04.
Natriumsulfiet, Na2SOs.7H2O (verweert aan de lucht), ontstaat, wanneer zwaveligzuur, of het anhydride daarvan SOa, in soda-oplossing wordt geleid. Eerst ontstaat het bisulfiet NaHSOs, dat dan met soda wordt omgezet. Het wordt, vooral in oplossing, gemakkelijk geoxydeerd tot sulfaat. Het wordt gebruikt als bleekmiddel (door reducerende werking) voor wol, zijde enz. en als antichloor; voorts in suikerfabrieken ter ontkleuring en in fotografische ontwikkelaars. Het bisulfiet wordt evenzo als bleekmiddel en als antisepticum gebruikt.
Natriumthiosulfaat (z zwavel), Na2S208.5H20, kortweg thio of hypo (van de onjuiste naam onderzwaveligzure natron of hyposulfiet). Het ontstaat door een oplossing van natriumsulfiet met zwavel te koken of uit de kalkkisten van gasfabrieken. Het is zeer goed oplosbaar in water onder sterke afkoeling (79,4 g per 100 ml bij 0 gr.). Het wordt gebruikt als antichloor na het bleken met chloor (o.a. papierfabricage, textielnijverheid). Het is het gebruikelijke fixeermiddel in de fotografie, omdat de zilverhaloïden oplossen in een sterke oplossing van thio.
Natriumsulfide, NaaS, wordt bereid door reductie van het sulfaat met kool. Het is zeer sterk oplosbaar en kristalliseert in vervloeiende kristallen Na2S.gH2O. Door oxydatie en vorming van polysulfide (z zwavel) ziet het vaak enigszins geel. De oplossing reageert sterk alkalisch en door oxydatie ontstaat thiosulfaat. Het vindt veel toepassing als reductiemiddel van nitroverbindingen in de kleurstofbereiding en voor zwavelhoudende kleurstoffen. Het is ook een ontharingsmiddel in de looierij.
Natriumsilicaat of natronwaterglas is van wisselende samenstelling, iNa2O en 3-4SiO2, verkregen door samensmelten van zand met soda of ook wel in plaats van het laatste natriumsulfaat en kool. Het vaste waterglas gaat moeilijk in oplossing (slechts onder druk) en het komt als stroperige geconcentreerde oplossing in de handel. Het zgn. metasilicaat, Na2SiO2. 2 H2O, is gemakkelijk oplosbaar en dit komt dan ook in vaste vorm in de handel (Tasil). Toepassing vindt waterglas vooral in de zeepindustrie als toevoeging aan (goedkope) zepen.
In tegenstelling met vroegere opvattingen verhoogt het wel degelijk de waswerking door het in suspensie houden van het vuil. Vooral aan synthetische wasmiddelen worden waterglas of polyphosphaten voor dit doel toegevoegd. Het wordt gebruikt voor het inleggen van eieren (vorming van een SiO2-gel door het koolzuur van de lucht), onbrandbaar maken van hout en weefsels, ondoordringbaar maken van poreuze stenen, in de katoendrukkerij en voor wandschilderingen.
Natriumcarbonaat, Na2CO2, meestal genoemd soda, is een der belangrijkste natriumverbindingen en wordt daarom jaarlijks in reusachtige hoeveelheden technisch bereid ( soda). Het watervrije natriumcarbonaat is een wit poeder met s.g. 2,51, oplosbaarheid bij 0 gr. 7,1 g, bij 100 gr. 45,5 g per 100 ml; het smeltpunt ligt bij 851 gr. C. In water lost het gemakkelijk op onder warmteontwikkeling, als gevolg van de vorming van hydraten. De gewone soda is het dekahydraat: Na2C03. 10H2O; de kristallen smelten in hun kristalwater bij 34 gr. C.
Dit zout komt in vele natronmeren in grote hoeveelheden voor, zo in Owens Lake in Californië ; uit sommige meren kristalliseert een dubbelzout met natriumhydrocarbonaat: Na2C03.NaHC0s sesquicarbonaat, urao of trona, uit. Het natriumcarbonaat vindt uitgebreide toepassing in de techniek en in het laboratorium, zo bijv. voor de bereiding van tal van andere natriumverbindingen. De oplossing reageert sterk alkalisch.
Natriumbicarbonaat, natriumhydrocarbonaat, NaHCO2, of zuiveringszout, ontstaat door koolzuur in een soda-oplossing te leiden. De oplossing reageert zwak alkalisch (PHXO,I N : 8,4) en is in staat zowel zuur als alkali te binden (oogwater). Bij verwarming wordt koolzuur afgesplitst (bakpoeder voor klein gebak), waarbij soda achterblijft. Het is een tussenproduct bij de sodabereiding volgens het Solvay-proces.
Natriumboraat, z borium.
Natriumaethylaat, NaOC2H5, ontstaat bij de inwerking van natrium op alkohol 2 Na + 2O2H5OH 2NaOC2H3 + H2. Meestal wordt volstaan met de oplossing van het aethylaat in overmaat alkohol. Bij tal van synthesen in de organische chemie gebruikt men het aethylaat, bijv. om een halogeen-atoom door de OC3H5-groep te vervangen. Op analoge wijze ontstaat ook nalriummethylaat enz.
Voor natriumzouten van organische en anorganische zuren, zie bij de betreffende zuren.
PROF. DR J. A. A. KETELAAR
Lit.: Ullmann, Enz. techn. Chemie 7, 859; 8, 1 (1931); Thorpe’s Dict. Applied Chemistry 10, 804 (1950).
