Natri nitrit

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Buớc tưới chuyển hướng Bước tới tìm kiếm
Natri nitrit
Sodium-3D.png
Nitrite-3D-vdW.png
Sodium nitrite.jpg
Natri nitrit
Nhận dạng
Số CAS7632-00-0
PubChem24269
Số EINECS231-555-9
Số RTECSRA1225000
Ảnh Jmol-3Dảnh
SMILES
InChI
Thuộc tính
Công thức phân tửNaNO2
Khối lượng mol68.9953 g/mol
Bề ngoàidạng rắn màu trắng
Khối lượng riêng2.168 g/cm3
Điểm nóng chảy271 °C (phân huỷ).
Điểm sôi
Độ hòa tan trong nước82 g/100 ml (20 °C)
Cấu trúc
Cấu trúc tinh thểdạng tam giác
Các nguy hiểm
MSDSExternal MSDS
Phân loại của EUChất oxi hoá (O)
Độc (T)
Nguy hại cho môi trường (N)
Chỉ mục EU007-010-00-4
NFPA 704

NFPA 704.svg

0
3
1
OX
Chỉ dẫn RR8, R25, R50 (xem Danh sách nhóm từ R)
Chỉ dẫn SS1/2, S45, S61 (xem Danh sách nhóm từ S)
Nhiệt độ tự cháy489 °C
LD50180 mg/kg (chuột, đường miệng)
Các hợp chất liên quan
Anion khácLiti nitrit
Natri nitrat
Cation khácKali nitrit
Amoni nitrit
Trừ khi có ghi chú khác, dữ liệu được cung cấp cho các vật liệu trong trạng thái tiêu chuẩn của chúng (ở 25 °C [77 °F], 100 kPa).
Có  kiểm chứng (cái gì Có KhôngN ?)

Natri nitrit, với công thức NaNO2, được dùng như một chất hãm màu và chất bảo quản trong thịt và cá. Ở dạng tinh khiết, nó có dạng bột tinh thể màu trắng hơi ngả vàng. Nó tan rất tốt trong nước và là chất hút ẩm. Nó bị oxi chậm trong không khí thành natri nitrat, NaNO3.

Natri nitrit còn được dùng trong việc sản xuất thuốc nhuộm điazo, các hợp chất nitroso., và các hợp chất hữu cơ khác; trong việc nhuộm và in lên vải, tẩy trắng vải; trong nhiếp ảnh; là chất phản ứng và chất ức chế trong phòng thí nghiệm; loại bỏ thiếc và photphat hoá kim loại; và trong sản xuất cao su. Nó có thể được dùng như một chất điện phân trong quy trình mài điện, tiêu biểu là dung dịch 10%. Natri nitrit còn đang được dùng trong thuốc chữa bệnh cho người và cho thú y như thuốc giãn mạch, thuốc giãn phế quản, và là thuốc giải độc cho ngộ độc xyanua.

Sử dụng[sửa | sửa mã nguồn]

Trong chế độ ăn thông thường của con người[sửa | sửa mã nguồn]

Nitrit là một phần của thực đơn bình thường của người, được tìm thấy trong hầu hết các loại rau củ.[1][2][3] Rau xà lách và rau diếp có thể chứa hàm lượng co đến 2500 mg/kg nitrat, cải xoăn (302.0 mg/kg) và súp lơ xanh (61.0 mg/kg), hoặc thấp như măng tây. Hàm lượng nitrit trong 34 mẫu rau củ, gồm các loại bắp cải, rau diếp, xà lách, ngò tây, củ cải trong khoảng 1.1 and 57 mg/kg, ví dụ như súp lơ trắng (3.49 mg/kg) và súp lơ xanh (1.47 mg/kg).[4][5] Các loại rau củ chín làm mất đi nitrat nhưng nitrit thì không.[5] Các loại thịt tươi chứa 0.4-0.5 mg/kg nitrit và 4–7 mg/kg nitrat (10–30 mg/kg nitrat trong thịt của động vật được chữa bệnh).[3] Sự hiện diện của nỉtit trong tế bào động vật là kết quả của sự trao đổi mônôxít nitơ (NO), một chất dẫn truyền thần kinh quan trọng.[6] NO có thể được tạo mới từ enzim tổng hợp NO dùng arginine hay hấp thụ nitrat/nitrit qua đường ăn uống.[7] Hầu hết các nghiên cứu về tác động tiêu cực của nitrit lên con người xảy ra sau khi khám phá ra tầm quan trọng của nitrit lên sự trao đổi chất của con người và sự trao đổi bên trong cơ thể của nitrit.

Phụ gia thực phẩm[sửa | sửa mã nguồn]

Là một phụ gia thực phẩm, nó thoả mãn hai mục đích trong công nghiệp thực phẩm vì nó vừa thay đổi màu sắc của và thịt đã được bảo quản, vừa ngăn sự phát triển của Clostridium botulinum, vi khuẩn gây chứng ngộ độc thịt. Ở EU, nó chỉ được dùng trong hỗn hợp với muối ăn chứa tối đa 0.6% natri nitrit. Nó có số E E250. Kali nitrit (E249) cũng có công dụng tương tự.

Trong khi natri nitrit ngăn sự phát triển của vi khuẩn, nó lại là chất độc nếu ở hàm lượng cao đối với động vật kể cả người. LD50 của natri nitrit ở chuột là và LDLo ở người là 71 mg/kg, nghĩa là một người nặng 65 kg sẽ phải hấp thụ ít nhất 4.615 g thì sẽ bị ngộ độc.[8] Để ngăn ngừa, natri nitrit (pha muối ăn) mà được bán như chất phụ gia được nhuộm màu hồng để tránh lầm lẫn với muối ăn hay đường.

Ứng dụng y khoa[sửa | sửa mã nguồn]

Gần đây, natri nitrit được nhận thấy là một cách hiệu quả để tăng lưu lượng máu bằng cách giãn mạch máu, hoạt động như một chất làm giãn mạch. Nghiên cứu đang tiếp tục để kiểm tra tính khả dụng của nó cho việc điều trị thiếu tế bào hình liềm (máu), ngộ độc xyanua, nhồi máu cơ tim, phình mạch máu não, tăng huyết áp phổi ở trẻ nhỏ.[9][10]

Một hỗn hợp tiêm tĩnh mạch chứa dung dịch natri nitrit được dùng như thuốc điều trị ngộ độc xyanua khẩn cấp.

Chất tham gia tổng hợp[sửa | sửa mã nguồn]

Natri nitrit được dùng để biến đổi amin thành các hợp chất điazo. Tính hữu ích của phản ứng này là để đưa các nhóm amino không bền cho phản ứng thế nucleophin, vì nhóm N2 là nhóm thế tốt hơn.

Trong phòng thí nghiệm, natri nitrit còn được dùng để tiêu hủy natri azua thừa.[11][12]

NaNO2 + H2SO4 → HNO2 + NaHSO4
2NaN3 + 2HNO2 → 3N2 + 2NO + 2NaOH

Đun nóng lên nhiệt độ cao, natri nitrit phân hủy, giải phóng khí NO, oxi và tạo natri oxit. Điều này có lẽ đã không làm người tự mổ đầu tiên dưới biển chết bởi nồng độ cao CO2 vì natri oxit hấp thụ ít nhất.[13]

Những quan tâm về y tế[sửa | sửa mã nguồn]

Mối quan tâm chính về natri nitrit là sự tạo thành chất gây ung thư nitrosamine trong thịt chứa natri nitrit khi thịt đó bị cháy hay quá chín. Nitrosamin có thể hình thành từ phản ứng của natri nitrit với các amin bậc hai trong môi trường axit (như trong dạ dày) cũng như trong việc xử lý thịt được bảo quản. Tài liệu về nitrosamin gồm của Mỹ về việc xử lý thịt đã bảo quản với natri nitrit cũng như ở Nhật về các ướp muối. Trong thập niên 1920, một thay đổi quan trọng ở Mỹ về việc xử lý thịt đã gây ra sự sụt giảm đến 69% lương natri nitrit. Sự kiện này dẫn đến sự bắt đầu của một sự suy giảm đáng kể các ca mắc ung thư đường ruột.[14] Trong khoảng năm 1970, người ta phát hiện ra rằng axít ascorbic (vitamin C) ức chế sự hình thành nitrosamin.[15] Do đó, việc thêm vào tối thiểu 550 ppm axit ascorbic được yêu cầu đối với các sản phẩm thịt sản xuất ở Mỹ. Các nhà sản xuất thỉnh thoảng dùng axit erythorbic, một đồng phân rẻ hơn nhưng có công hiệu tương tự axit ascorbic. Thêm vào đó, các nhà sản xuất còn thêm vitamin E (Alpha-tocopherol) để tăng hiệu quả ức chế nitrosamin. Alpha-tocopherol, axit ascorbic, và axit erythorbic đều ức chế sản xuất nitrosamin do đặc tính oxi hoá-khử của nó. Ví dụ, axit ascorbic tạo ra axit đehiđroascorbic khi bị oxi hoá, mà khi có mặt N2O, một chất nitroso có đặc tính mạnh hình thành từ natri nitrat, chuyển N2) thành NO.[16] Nhớ rằng NO không tồn tại[17] trong ống nghiệm.

Sự tiêu thụ natri nitrit còn liên quan đến chứng đau nửa đầu của những người trải qua bệnh này.[18]

Một nghiên cứu gần đây cho thấy sự tương quan giữa việc ăn nhiều thịt được xử lý qua natri nitrit (màu hồng) với bệnh phổi tắc nghẽn mãn tính (COPD). Những người nghiên cứu nói rằng các sản phẩm thịt chứa natri nitrit phải có trách nhiệm; tuy nhiên, đội khhong chứng minh được điều đó. Ngoài ra, đội cũng không chứng minh được nitrit hay thịt qua xử lý gây nên COPD, chỉ đơn thuần là có liên quan. Các nhà nghiên cứu đã sửa lại các nguyên nhân gây nên COPD, nhưng họ cũng chú thích rằng họ không thể bác bỏ tất cả khả năng hay nguy cơ mắc COPD.[19][20]

Cơ chế hoạt động[sửa | sửa mã nguồn]

Nitrosamin được hình thành khi các amin tồn tại tự nhiên trong thực phẩm phản ứng với natri nitrit có trong thịt.

R2NH (amines) + NaNO2 (natri nitrit) → R2N-N=O (nitrosamin)

Trong môi trường axit (như trong dạ dày) hay nhiệt (như qua việc nấu ăn), nitrosamin được biến đổi thành ion điazoni.

R2N-N=O (nitrosamin) + (axi hay nhiệt) → R-N2+ (ion điazoni)

Các nitrosamine như N-nitrosođimetylamin[21]N-nitrosopyroliđin[22] hình thành cacbocation phản ứng với các nucleophin sinh học (như DNA hay enzim) trong tế bào.

R-N2+ (ion điazonium) → R+ (cacbocation) + N2 +:Nu (nucleophin sinh học) → R-Nu

Nếu phản ứng thế nucleophin này xảy ra tại vị trí trọng yếu trong một phân tử sinh học, nó có thể phá vỡ cấu trúc tế bào thông thường dẫn đến ung thư hay hoại tử.

Chú thích[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ Leszczyńska, Teresa; Filipiak-Florkiewicz, Agnieszka; Cieślik, Ewa; Sikora, ElżBieta; Pisulewski, Paweł M. (2009). “Effects of some processing methods on nitrate and nitrite changes in cruciferous vegetables”. Journal of Food Composition and Analysis 22: 315. doi:10.1016/j.jfca.2008.10.025. 
  2. ^ “Nitrates, Carrots, and Homemade Baby Food”. Truy cập 10 tháng 2 năm 2015. 
  3. ^ a ă Dennis, M J; Wilson, L A (2003). “Nitrates and Nitrites”. tr. 4136. doi:10.1016/B0-12-227055-X/00830-0. 
  4. ^ Correia, Manuela; Barroso, ÂNgela; Barroso, M. FáTima; Soares, DéBora; Oliveira, M.B.P.P.; Delerue-Matos, Cristina (2010). “Contribution of different vegetable types to exogenous nitrate and nitrite exposure”. Food Chemistry 120: 960. doi:10.1016/j.foodchem.2009.11.030. 
  5. ^ a ă Leszczyńska, Teresa; Filipiak-Florkiewicz, Agnieszka; Cieślik, Ewa; Sikora, ElżBieta; Pisulewski, Paweł M. (2009). “Effects of some processing methods on nitrate and nitrite changes in cruciferous vegetables”. Journal of Food Composition and Analysis 22: 315. doi:10.1016/j.jfca.2008.10.025. 
  6. ^ Meulemans, A.; Delsenne, F. (1994). “Measurement of nitrite and nitrate levels in biological samples by capillary electrophoresis”. Journal of Chromatography B: Biomedical Sciences and Applications 660: 401. doi:10.1016/0378-4347(94)00310-6. 
  7. ^ Southan, G; Srinivasan, A (1998). “Nitrogen Oxides and Hydroxyguanidines: Formation of Donors of Nitric and Nitrous Oxides and Possible Relevance to Nitrous Oxide Formation by Nitric Oxide Synthase”. Nitric Oxide 2 (4): 270. PMID 9851368. doi:10.1006/niox.1998.0187. 
  8. ^ http://msds.chem.ox.ac.uk/SO/sodium_nitrite.html
  9. ^ Associated Press (5 tháng 9 năm 2005). “Hot dog preservative could be disease cure”. 
  10. ^ Roxanne Khamsi (ngày 27 tháng 1 năm 2006). “Food preservative fights cystic fibrosis complication”. NewScientist.com. 
  11. ^ “Sodium Azide”. Hazardous Waste Management. Northeastern University. Tháng 3 năm 2003. 
  12. ^ Committee on Prudent Practices for Handling, Storage, and Disposal of Chemicals in Laboratories, Board on Chemical Sciences and Technology, Commission on Physical Sciences, Mathematics, and Applications, National Research Council. (1995). Prudent practices in the laboratory: handling and disposal of chemicals. Washington, D.C.: National Academy Press. ISBN 0309052297. 
  13. ^ Hoshino Y., Utsunomiya T., Abe O. The Thermal Decomposition of Sodium Nitrate and the Effects of Several Oxides on the Decomposition. // Bulletin of the Chemical Society of Japan Vol. 54, No.5 (1981). - p.1389.
  14. ^ "The epidemiological enigma of gastric cancer rates in the US: was grandmother's sausage the cause?", International Journal of Epidemiology (2000) accessdate 2000-08-01
  15. ^ C.W. Mackerness, S.A. Leach, M.H. Thompson and M.J. Hill (1989). “The inhibition of bacterially mediated N-nitrosation by vitamin C: relevance to the inhibition of endogenous N-nitrosation in the achlorhydric stomach”. Carcinogenesis 10 (2): 397–399. PMID 2492212. doi:10.1093/carcin/10.2.397. 
  16. ^ “Research Newsletter”. Truy cập 1 tháng 11 năm 2015. 
  17. ^ Williams, D (2004). “Reagents effecting nitrosation”. tr. 1. doi:10.1016/B978-044451721-0/50002-5. 
  18. ^ “Heading Off Migraine Pain”. FDA Consumer magazine. U.S. Food and Drug Administration. 1998. 
  19. ^ Miranda Hitti (ngày 17 tháng 4 năm 2007). “Study: Cured Meats, COPD May Be Linked”. WebMD Medical News. 
  20. ^ Jiang, R.; Paik, D. C.; Hankinson, J. L.; Barr, R. G. (2007). “Cured Meat Consumption, Lung Function, and Chronic Obstructive Pulmonary Disease among United States Adults”. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine 175 (8): 798. PMC 1899290. PMID 17255565. doi:10.1164/rccm.200607-969OC. 
  21. ^ Najm, Issam; Trussell, R. Rhodes (tháng 2 năm 2001). “NDMA Formation in Water and Wastewater”. Journal AWWA 93 (2): 92–99. 
  22. ^ Donald D. Bills, Kjell I. Hildrum, Richard A. Scanlan, Leonard M. Libbey (tháng 5 năm 1973). “Potential precursors of N-nitrosopyrrolidine in bacon and other fried foods”. J. Agric. Food Chem. 21 (5): 876–877. PMID 4739004. doi:10.1021/jf60189a029. 

Liên kết ngoài[sửa | sửa mã nguồn]

Natri,  11Na
Na (Sodium).jpg
Kim loại Natri được phủ một lớp parafin
Sodium Spectra.jpg
Quang phổ vạch của Natri
Tính chất chung
Tên, ký hiệuNatri, Na
Phiên âm/ˈsdiəm/ SOH-dee-əm
Hình dạngÁnh kim trắng bạc
Natri trong bảng tuần hoàn
Hiđrô (diatomic nonmetal)
Hêli (noble gas)
Liti (alkali metal)
Berili (alkaline earth metal)
Bo (metalloid)
Cacbon (polyatomic nonmetal)
Nitơ (diatomic nonmetal)
Ôxy (diatomic nonmetal)
Flo (diatomic nonmetal)
Neon (noble gas)
Natri (alkali metal)
Magiê (alkaline earth metal)
Nhôm (post-transition metal)
Silic (metalloid)
Phốtpho (polyatomic nonmetal)
Lưu huỳnh (polyatomic nonmetal)
Clo (diatomic nonmetal)
Argon (noble gas)
Kali (alkali metal)
Canxi (alkaline earth metal)
Scandi (transition metal)
Titan (transition metal)
Vanadi (transition metal)
Chrom (transition metal)
Mangan (transition metal)
Sắt (transition metal)
Coban (transition metal)
Niken (transition metal)
Đồng (transition metal)
Kẽm (transition metal)
Gali (post-transition metal)
Gecmani (metalloid)
Asen (metalloid)
Selen (polyatomic nonmetal)
Brom (diatomic nonmetal)
Krypton (noble gas)
Rubidi (alkali metal)
Stronti (alkaline earth metal)
Yttri (transition metal)
Zirconi (transition metal)
Niobi (transition metal)
Molypden (transition metal)
Tecneti (transition metal)
Rutheni (transition metal)
Rhodi (transition metal)
Paladi (transition metal)
Bạc (transition metal)
Cadimi (transition metal)
Indi (post-transition metal)
Thiếc (post-transition metal)
Antimon (metalloid)
Telua (metalloid)
Iốt (diatomic nonmetal)
Xenon (noble gas)
Xêsi (alkali metal)
Bari (alkaline earth metal)
Lantan (lanthanide)
Xeri (lanthanide)
Praseodymi (lanthanide)
Neodymi (lanthanide)
Promethi (lanthanide)
Samari (lanthanide)
Europi (lanthanide)
Gadolini (lanthanide)
Terbi (lanthanide)
Dysprosi (lanthanide)
Holmi (lanthanide)
Erbi (lanthanide)
Thuli (lanthanide)
Ytterbi (lanthanide)
Luteti (lanthanide)
Hafni (transition metal)
Tantan (transition metal)
Wolfram (transition metal)
Rheni (transition metal)
Osmi (transition metal)
Iridi (transition metal)
Platin (transition metal)
Vàng (transition metal)
Thuỷ ngân (transition metal)
Tali (post-transition metal)
Chì (post-transition metal)
Bitmut (post-transition metal)
Poloni (post-transition metal)
Astatin (metalloid)
Radon (noble gas)
Franxi (alkali metal)
Radi (alkaline earth metal)
Actini (actinide)
Thori (actinide)
Protactini (actinide)
Urani (actinide)
Neptuni (actinide)
Plutoni (actinide)
Americi (actinide)
Curi (actinide)
Berkeli (actinide)
Californi (actinide)
Einsteini (actinide)
Fermi (actinide)
Mendelevi (actinide)
Nobeli (actinide)
Lawrenci (actinide)
Rutherfordi (transition metal)
Dubni (transition metal)
Seaborgi (transition metal)
Bohri (transition metal)
Hassi (transition metal)
Meitneri (unknown chemical properties)
Darmstadti (unknown chemical properties)
Roentgeni (unknown chemical properties)
Copernixi (transition metal)
Nihoni (unknown chemical properties)
Flerovi (post-transition metal)
Moscovi (unknown chemical properties)
Livermori (unknown chemical properties)
Tennessine (unknown chemical properties)
Oganesson (unknown chemical properties)
Li

Na

K
NeonNatriMagiê
Số nguyên tử (Z)11
Khối lượng nguyên tử chuẩn (±) (Ar)22,98976928(2)
Phân loại  kim loại kiềm
Nhóm, phân lớp1s
Chu kỳChu kỳ 3
Cấu hình electron[Ne] 3s1
mỗi lớp
2,8,1
Tính chất vật lý
Màu sắcÁnh kim trắng bạc
Trạng thái vật chấtChất rắn
Nhiệt độ nóng chảy370,87 K ​(97,72 °C, ​207,9 °F)
Nhiệt độ sôi1156 K ​(883 °C, ​1621 °F)
Mật độ0,968 g·cm−3 (ở 0 °C, 101.325 kPa)
Mật độ ở thể lỏngở nhiệt độ nóng chảy: 0,927 g·cm−3
Điểm tới hạn(Ngoại suy)
2573 K, 35 MPa
Nhiệt lượng nóng chảy2,60 kJ·mol−1
Nhiệt bay hơi97,42 kJ·mol−1
Nhiệt dung28,230 J·mol−1·K−1
Áp suất hơi
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
ở T (K) 554 617 697 802 946 1153
Tính chất nguyên tử
Trạng thái ôxy hóa+1, 0, -1Bazơ mạnh
Độ âm điện0,93 (Thang Pauling)
Năng lượng ion hóaThứ nhất: 495,8 kJ·mol−1
Thứ hai: 4562 kJ·mol−1
Thứ ba: 6910,3 kJ·mol−1
Bán kính cộng hoá trịthực nghiệm: 186 pm
Bán kính liên kết cộng hóa trị166±9 pm
Bán kính van der Waals227 pm
Thông tin khác
Cấu trúc tinh thểLập phương tâm khối
Vận tốc âm thanhque mỏng: 3200 m·s−1 (ở 20 °C)
Độ giãn nở nhiệt71 µm·m−1·K−1 (ở 25 °C)
Độ dẫn nhiệt142 W·m−1·K−1
Điện trở suấtở 20 °C: 47,7 n Ω·m
Tính chất từThuận từ
Mô đun Young10 GPa
Mô đun cắt3,3 GPa
Mô đun nén6,3 GPa
Độ cứng theo thang Mohs0,5
Độ cứng theo thang Brinell0,69 MPa
Số đăng ký CAS7440-23-5
Đồng vị ổn định nhất
Bài chính: Đồng vị của Natri
iso NA Chu kỳ bán rã DM DE (MeV) DP
22Na Tổng hợp 2.602 năm β+γ 0.5454 22Ne*
1.27453(2)[1] 22Ne
εγ - 22Ne*
1.27453(2) 22Ne
β+ 1.8200 22Ne
23Na 100% 23Na ổn định với 12 neutron

Natri (bắt nguồn từ từ tiếng Latinh mới: natrium) là tên một nguyên tố hóa học hóa trị một trong bảng tuần hoàn nguyên tố có ký hiệu Na và số nguyên tử bằng 11, nguyên tử khối khoảng bằng 23. Natri là kim loại mềm, màu trắng bạc, hoạt động mạnh, và thuộc nhóm kim loại kiềm; nó chỉ có một đồng vị bền là 23Na. Kim loại nguyên chất không có mặt trong tự nhiên nên để có được dạng này phải điều chế từ các hợp chất của nó; natri được Humphry Davy cô lập đầu tiên năm 1807 bằng cách điện phân natri hiđroxit. Natri là nguyên tố phổ biến nhất thứ 6 trong vỏ Trái Đất, và có mặt trong nhiều loại khoáng vật như felspat, sodalitđá muối. Phần lớn muối natri là những hợp chất hòa tan mạnh trong nước, và natri của chúng bị rò rỉ do hoạt động của nước nên clo và natri là các nguyên tố hòa tan phổ biến nhất theo khối lượng trong các vùng biển trên Trái Đất.

Nhiều hợp chất natri được sử dụng rộng rãi như natri hiđroxit để làm xà phòng, và natri clorua dùng làm chất tan băng và là một chất dinh dưỡng (muối ăn). Natri là một nguyên tố thiết yếu cho tất cả động vật và một số thực vật. Ở động vật, các ion natri được dùng làm chất đối nghịch với các ion kali để tạo thành các điện tích trên các màng tế bào, cho phép truyền các xung thần kinh khi điện tích bị mất đi. Nhu cầu thiết yếu của natri đối với động vật làm cho nó được phân loại là một khoáng vô cơ trong khẩu phần ăn.

Tính chất[sửa | sửa mã nguồn]

Quang phổ vạch của natri thể hiện đường D.
Thí nghiệm ngọn lửa chủ động với natri cho ánh sáng màu vàng.

Tính chất vật lý[sửa | sửa mã nguồn]

Natri ở điều kiện nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn là một kim loại mềm, màu bạc, khi bị ôxy hóa chuyển sang màu trắng xám trừ khi nó được cất giữ trong dầu hoặc khí trơ. Natri có thể bị cắt dễ dàng bằng dao, và là một chất dẫn nhiệt và điện tốt. Các tính chất này thay đổi rõ rệt khi tăng áp suất: ở 1,5 Mbar, màu sắc thay đổi từ bạc sang đen; ở 1,9 Mbar vật liệu trở nên trong, có màu đỏ; và ở 3 Mbar natri là chất rắn trong suốt không màu. Tất cả các đồng phân ở áp suất cao này là chất cách điện và electride.[2]

Khi natri hoặc các hợp chất của natri cháy, chúng chuyển thành màu vàng,[3] do các electron ở lớp 3s của natri bị kích thích phát ra photon khi chúng từ phân lớp 3p trở về 3s; bước sóng của các photon này tương ứng với đường D có giá trị 589,3 nm. Tương tác orbitan liên quan đến electron trong phân lớp 3p chia đường D thành 2; cấu trúc siêu mịn liên quan đến cả hai orbitan tạo ra nhiều đường hơn.[4]

Tính chất hóa học[sửa | sửa mã nguồn]

Natri thường ít phản ứng hơn kali và phản ứng mạnh hơn liti.[5] Natri nổi trong nước và có phản ứng mãnh liệt với nước, tạo ra hiđrô và các ion hiđrôxit. Nếu được chế thành dạng bột đủ mịn, natri sẽ tự bốc cháy trong không khí.[6] Kim loại natri có tính khử mạnh, để khử các ion natri cần −2,71 vôn.[7] Do đó, để tách natri kim loại từ các hợp chất của nó cần sử dụng một lượng năng lượng lớn.[6] Tuy nhiên, kali và liti còn có mức âm nhiều hơn.[8]

Đồng vị[sửa | sửa mã nguồn]

Có 20 đồng vị của natri đã được biết đến. Đồng vị ổn định duy nhất là 23Na. Natri có hai đồng vị phóng xạ nguồn gốc vũ trụ là (22Na, chu kỳ bán rã = 2,605 năm; 24Na, chu kỳ bán rã ≈ 15 giờ). Tất cả các đồng vị còn lại có chu kỳ bán rã nhỏ hơn một phút.[9] Hai đồng phân hạt nhân đã được phát hiện, đồng phân có thời gian tồn tại lâu hơn 24mNa có chu kỳ bán rã khoảng 20,2 micro giây. Phát xạ neutron cấp, như các vụ tai nạn hạt nhân, chuyển đổi một số 23Na trong máu người thành 24Na; bằng cách đo hàm lượng 24Na tương quan với 23Na, liều trị phát xạ nơtron cho bệnh nhân có thể tính toán được.[10]

Sự phổ biến[sửa | sửa mã nguồn]

23Na được tạo ra từ quá trình đốt cháy cacbon trong các sao bởi sự hợp hạch của hai nguyên tử cacbon; quá trình này cần nhiệt độ trên 600 megakelvin và ngôi sao có khối lượng ít nhất bằng 3 lần khối lượng Mặt Trời.[11] Natri là nguyên tố tương đối phổ biến trong các ngôi saoquang phổ vạch D của nguyên tố này là nằm trong số các vạch rõ nhất từ ánh sáng của các sao.

Natri chiếm khoảng 2,6% theo khối lượng của vỏ Trái Đất, làm nó trở thành nguyên tố phổ biến thứ sáu nói chung và là kim loại kiềm phổ biến nhất.[12] Trong môi trường liên sao, natri được xác định bằng đường D; mặc dù nó có nhiệt độ hóa hơi cao, sự phổ biến của nó cho phép tàu Mariner 10 phát hiện nó trong khí quyển của Sao Thủy.[13] Natri còn được phát hiện trong ít nhất một sao chổi; các nhà thiên văn học trong quá trình quan sát sao chổi Hale-Bopp năm 1997 đã quan sát được đuôi sao chổi bằng natri, nó bao gồm các nguyên tử trung hòa điện và kéo dài khoảng 50 triệu km.[14]

Lịch sử[sửa | sửa mã nguồn]

Muối ăn là một loại hàng hóa quan trọng trong các hoạt động của con người, các tấm muối đôi khi được giao cho lính La Mã cùng với lương thực của họ. Ở châu Âu thời Trung cổ các hợp chất của natri với tên Latin sonadum đã được sử dụng như là thuốc chữa đau đầu. Tên gọi natri được cho là có nguồn gốc từ tiếng Ả Rập suda, nghĩa là đau đầu, vì tính chất giảm đau của natri cacbonat hay soda được biết khá rõ từ rất sớm.[15] Ký hiệu của natri được Jöns Jakob Berzelius công bố đầu tiên trong hệ thống ký hiệu nguyên tử của ông,[16] và có tên trong tiếng Latinh mới là natrium, nhằm ám chỉ tên gọi trong tiếng Hy Lạp của natron,[15] một loại muối tự nhiên ban đầu được làm từ natri cacbonat ngậm nước. Về tính lịch sử, natron có nhiều ứng dụng quan trọng trong công nghiệp và gia đình, sau đó trở nên ít chú ý khi có nhiều hợp chất natri khác. Mặc dù vậy, natri, đôi khi còn được gọi là soda một thời gian dài được xem là một hợp chất, bản thân kim loại không được cô lập mãi cho đến năm 1807 khi Sir Humphry Davy điện phân natri hydroxit.[17][18]

Sản xuất[sửa | sửa mã nguồn]

Có khoảng 100.000 tấn natri kim loại được sản xuất hàng năm.[19] Natri kim loại được sản xuất thương mại đầu tiên năm 1855 bằng cách khử cacbon nhiệt từ natri cacbonat ở 1100 °C, hay còn gọi là công nghệ Deville:[20][21][22]

Na2CO3 + 2 C → 2 Na + 3 CO

Quá trình liên quan dựa trên sự khử natro hydroxit được phát triển năm 1886.[20]

Natri hiện được sản xuất thương mại bằng phương pháp điện phân natri clorua nóng chảy, theo công nghệ được cấp bằng sáng chế năm 1924.[23][24] Phương pháp này rẻ tiền hơn so với phương pháp cũ là điện phân xút ăn da nóng chảy. Natri kim loại có giá khoảng 15 đến 20 cent Mỹ trên một pound (0,30 USD/kg đến 0,45 USD/kg) năm 1997 nhưng loại dùng trong các phản ứng hóa học (ACS) của natri có giá khoảng 35 USD trên pound (75 USD/kg) vào năm 1990. Nó là kim loại rẻ tiền nhất tính theo khối lượng.

Natri dạng thuốc thử được cung cấp với số lượng hàng tấn có giá khoảng 3,30 $US/kg năm 2009; số lượng mua ít hơn có giá khác nhau dao động trong khoảng 165 $US/kg; giá cao một phần là do chi phí vận chuyển vật liệu độc hại.[25]

Vì natri là kim loại kiềm đứng trước Mg nên muốn sản xuất natri phải điện phân nóng chảy các muối của natri:

NaCl → 2Na + Cl2

Ứng dụng[sửa | sửa mã nguồn]

Natri trong dạng kim loại của nó là thành phần quan trọng trong sản xuất este và các hợp chất hữu cơ. Kim loại kiềm này là thành phần của natri clorua (NaCl, muối ăn) là một chất quan trọng cho sự sống. Các ứng dụng khác còn có:

  • Trong một số hợp kim để cải thiện cấu trúc của chúng.
  • Trong xà phòng (trong hợp chất với các axít béo).
  • Làm trơn bề mặt kim loại.
  • Làm tinh khiết kim loại nóng chảy.
  • Trong các đèn hơi natri, một thiết bị cung cấp ánh sáng từ điện năng có hiệu quả.
  • Như là một chất lỏng dẫn nhiệt trong một số loại lò phản ứng nguyên tử.

Hợp chất[sửa | sửa mã nguồn]

Hai hình ảnh tương tự về cấu trúc hóa học của natri stearat, một loại xà phòng.

Natri clorua, được biết đến nhiều hơn như muối ăn, là hợp chất phổ biến nhất của natri được sử dụng làm các chất chống đông đá, tan đá, chất bảo quản và nấu ăn. Natri bicacbonat, mononatri glutamat được sử dụng chủ yếu trong nấu ăn. Cùng với kali, nhiều dược phẩm quan trọng đã cho thêm natri vào để cải thiện ứng dụng sinh học của chúng; mặc dù trong hầu hết các trường hợp, kali là loại ion tốt hơn, natri được chọn do chi phí và khối lượng nguyên tử thấp.[26] Natri hiđrat được dùng làm chất nền cho nhiều phản ứng khác nhau (như phản ứng aldol) trong hóa hữu cơ, và là chất khử trong hóa vô cơ.[27] Natri còn có mặt trong nhiều khoáng chất, chẳng hạn amphibôn, cryôlit, muối mỏ, diêm tiêu, zêôlit, v.v. Các hợp chất của natri rất quan trọng trong các công nghiệp hóa chất, thủy tinh, luyện kim, sản xuất giấy, dầu mỏ, xà phòngdệt may.[19] Nói chung xà phòng là muối của natri với các axít béo. Các xà phòng natri là cứng hơn (độ nóng chảy cao hơn) so với xà phòng kali.[28]

Các hợp chất quan trọng nhất đối với công nghiệp là muối (NaCl), sôđa khan (Na2CO3), bột nở (NaHCO3), xút ăn da (NaOH), diêm tiêu Chile (NaNO3), đi- và tri-natri photphat, natri thiosulfat (hypo, Na2S2O3·5H2O), và borac (Na2B4O7·10H2O).[28] Trong các hợp chất của nó, natri thường tạo liên kết ion với nước và các anion, và được xem là một axit Lewis mạnh.[29]

Cảnh báo[sửa | sửa mã nguồn]

Dạng bột của natri là chất nổ mạnh trong nước và là chất độc có khả năng liên kết và rời liên kết với nhiều nguyên tố khác. Làm việc hay tiếp xúc với natri phải cực kỳ cẩn thận trong mọi lúc, mọi nơi. Natri phải được bảo quản trong khí trơ hay dầu mỏ.

Sinh lý học và ion Na[sửa | sửa mã nguồn]

Các ion natri đóng vai trò khác nhau trong nhiều quá trình sinh lý học. Ví dụ, các tế bào dễ bị kích thích dựa vào sự tiếp nhận ion Na+ để sinh ra sự phân cực. Một ví dụ của nó là biến đổi tín hiệu trong hệ thần kinh trung ương.

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

Liên kết ngoài[sửa | sửa mã nguồn]

Chú thích[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ Endt, P. M. ENDT, ,1 (1990) (12/1990). “Energy levels of A = 21-44 nuclei (VII)”. Nuclear Physics A 521: 1. doi:10.1016/0375-9474(90)90598-G.  Kiểm tra giá trị ngày tháng trong: |date= (trợ giúp)
  2. ^ Gatti, M.; Tokatly, I.; Rubio, A. (2010). “Sodium: A Charge-Transfer Insulator at High Pressures”. Physical Review Letters 104 (21): 216404–1 to 216404–4. Bibcode:2010PhRvL.104u6404G. arXiv:1003.0540. doi:10.1103/PhysRevLett.104.216404. 
  3. ^ Schumann, Walter (ngày 5 tháng 8 năm 2008). Minerals of the World (ấn bản 2). Sterling. tr. 28. ISBN 978-1-4027-5339-8. OCLC 637302667. 
  4. ^ Citron, M. L.; Gabel, C.; Stroud, C.; Stroud, C. (1977). “Experimental Study of Power Broadening in a Two-Level Atom”. Physical Review A 16 (4): 1507. Bibcode:1977PhRvA..16.1507C. doi:10.1103/PhysRevA.16.1507. 
  5. ^ De Leon, N. “Reactivity of Alkali Metals”. Indiana University Northwest. Truy cập ngày 7 tháng 12 năm 2007. 
  6. ^ a ă Greenwood, Norman N.; Earnshaw, A. (1997), Chemistry of the Elements (ấn bản 2), Oxford: Butterworth-Heinemann, ISBN 0-7506-3365-4 
  7. ^ Atkins, Peter W.; de Paula, Julio (2002). Physical Chemistry (ấn bản 7). W. H. Freeman. ISBN 978-0-7167-3539-7. OCLC 3345182. 
  8. ^ Davies, Julian A. (1996). Synthetic Coordination Chemistry: Principles and Practice. World Scientific. tr. 293. ISBN 978-981-02-2084-6. OCLC 717012347. 
  9. ^ Audi, Georges; Bersillon, O.; Blachot, J.; Wapstra, A.H. (2003). “The NUBASE Evaluation of Nuclear and Decay Properties”. Nuclear Physics A 729: 3–128. Bibcode:2003NuPhA.729....3A. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. 
  10. ^ Sanders, F. W.; Auxier, J. A. (1962). “Neutron Activation of Sodium in Anthropomorphous Phantoms”. HealthPhysics 8 (4): 371–379. PMID 14496815. doi:10.1097/00004032-196208000-00005. 
  11. ^ Denisenkov, P. A.; Ivanov, V. V. (1987). “Sodium Synthesis in Hydrogen Burning Stars”. Soviet Astronomy Letters 13: 214. Bibcode:1987SvAL...13..214D. 
  12. ^ Lide, D. R. biên tập (2005). CRC Handbook of Chemistry and Physics (ấn bản 86). Boca Raton (FL): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5. 
  13. ^ Tjrhonsen, Dietrick E. (ngày 17 tháng 8 năm 1985). “Sodium found in Mercury's atmosphere”. BNET. Truy cập ngày 18 tháng 9 năm 2008. 
  14. ^ Cremonese, G; Boehnhardt, H; Crovisier, J; Rauer, H; Fitzsimmons, A; Fulle, M; Licandro, J; Pollacco, D và đồng nghiệp (1997). “Neutral Sodium from Comet Hale–Bopp: A Third Type of Tail”. The Astrophysical Journal Letters 490 (2): L199–L202. Bibcode:1997ApJ...490L.199C. arXiv:astro-ph/9710022. doi:10.1086/311040. 
  15. ^ a ă Newton, David E. (1999). Baker, Lawrence W., biên tập. Chemical Elements. ISBN 978-0-7876-2847-5. OCLC 39778687. 
  16. ^ van der Krogt, Peter. “Elementymology & Elements Multidict”. Truy cập ngày 8 tháng 6 năm 2007. 
  17. ^ Davy, Humphry (1808). “On some new phenomena of chemical changes produced by electricity, particularly the decomposition of the fixed alkalies, and the exhibition of the new substances which constitute their bases; and on the general nature of alkaline bodies”. Philosophical Transactions of the Royal Society of London 98: 1–44. doi:10.1098/rstl.1808.0001. 
  18. ^ Weeks, Mary Elvira (1932). “The discovery of the elements. IX. Three alkali metals: Potassium, sodium, and lithium”. Journal of Chemical Education 9 (6): 1035. Bibcode:1932JChEd...9.1035W. doi:10.1021/ed009p1035. 
  19. ^ a ă Alfred Klemm, Gabriele Hartmann, Ludwig Lange, "Sodium and Sodium Alloys" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2005, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a24_277
  20. ^ a ă Eggeman, Tim; Updated By Staff (2007). “Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology”. John Wiley & Sons. ISBN 0-471-23896-1. doi:10.1002/0471238961.1915040912051311.a01.pub3. 
  21. ^ Oesper, R. E.; Lemay, P. (1950). “Henri Sainte-Claire Deville, 1818–1881”. Chymia 3: 205–221. JSTOR 27757153. doi:10.2307/27757153. 
  22. ^ Banks, Alton (1990). “Sodium”. Journal of Chemical Education 67 (12): 1046. Bibcode:1990JChEd..67.1046B. doi:10.1021/ed067p1046. 
  23. ^ Pauling, Linus, General Chemistry, 1970 ed., Dover Publications
  24. ^ “Los Alamos National Laboratory – Sodium”. Truy cập ngày 8 tháng 6 năm 2007. 
  25. ^ “007-Sodium Metal”. Mcssl.com. Truy cập ngày 27 tháng 11 năm 2010. 
  26. ^ Remington, Joseph P. (2006). Beringer, Paul, biên tập. Remington: The Science and Practice of Pharmacy (ấn bản 21). Lippincott Williams & Wilkins. tr. 365–366. ISBN 978-0-7817-4673-1. OCLC 60679584. 
  27. ^ Wiberg, Egon; Wiberg, Nils; Holleman, A. F. (2001). Inorganic Chemistry. Academic Press. tr. 1103–1104. ISBN 978-0-12-352651-9. OCLC 48056955. 
  28. ^ a ă Holleman, Arnold F.; Wiberg, Egon; Wiberg, Nils (1985). Lehrbuch der Anorganischen Chemie (bằng tiếng Đức) . Walter de Gruyter. tr. 931–943. ISBN 3-11-007511-3. 
  29. ^ Cowan, James A. (1997). Inorganic Biochemistry: An Introduction. Wiley-VCH. tr. 7. ISBN 978-0-471-18895-7. OCLC 34515430.