Natri (Na) là gì? Tính chất hóa học, tính chất vật lí, nhận biết, điều chế, ứng dụng của Na

Natri (Na) là gì?

1. Định nghĩa

- Natri là nguyên tố phổ biến nhất thứ 6 trong vỏ Trái Đất, và có mặt trong nhiều loại khoáng vật như felspat, sodalit và đá muối.

- Kí hiệu: Na

- Cấu hình electron: 1s²2s²2p⁶3s¹ hay [Ne]3s¹

- Số hiệu nguyên tử: 11

- Khối lượng nguyên tử: 23 g/mol

- Vị trí trong bảng tuần hoàn

+ Ô: 11

+ Nhóm: IA

+ Chu kì: 3

- Đồng vị: ²²Na, ²³Na.

- Độ âm điện: 0,93.

2. Tính chất của Natri (Na) 

2.1. Tính chât vật lí & nhận biết

- Kim loại kiềm màu trắng – bạc, nhẹ, rất mềm, dễ nóng chảy.

- Có khối lượng riêng là 0,968 g/cm3; có nhiệt độ nóng chảy là 97,830C và sôi ở 8860C.

- Nhận biết:  Đốt cháy các hợp chất của Natri sẽ cho ngọn lửa có màu vàng.

2.2  Tính chất hóa học

- Natri có tính khử rất mạnh: Na → Na+ + 1e

a. Tác dụng với phi kim

4Na + O₂  2Na₂O

2Na + Cl₂  2NaCl

- Khi đốt trong không khí hay trong oxi, Na cháy tạo thành các oxit (oxit thường, peoxit và supeoxit) và cho ngọn lửa có màu vàng đặc trưng.

b. Tác dụng với axit

- Natri dễ dàng khử ion H+ trong dung dịch axit loãng (HCl, H₂SO₄ loãng...) thành hidro tự do.

2Na + 2HCl → 2NaCl + H₂.

2Na + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + H₂.

c. Tác dụng với nước

- Natri đều tác dụng mãnh liệt với nước tạo thành dung dịch kiềm và giải phóng khí hidro.

2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂.

d. Tác dụng với hidro

- Natri tác dụng với hidro ở áp suất khá lớn và nhiệt độ khoảng 350 – 400oC tạo thành natri hidrua.

2Na (lỏng) + H₂ (khí)  2NaH (rắn)

3. Trạng thái tự nhiên

- Trong tự nhiên, Na có 13 đồng vị của natri đã được biết đến. Đồng vị ổn định duy nhất là ²³Na.

- Natri chiếm khoảng 2,6% theo khối lượng của vỏ Trái Đất, làm nó trở thành nguyên tố phổ biến thứ tám nói chung và là kim loại kiềm phổ biến nhất.

4. Điều chế

- Điện phân muối halogenua hay hidroxit nóng chảy.

2NaCl 2Na + Cl₂↑

5. Ứng dụng

- Natri là thành phần quan trọng trong sản xuất este và các hợp chất hữu cơ. Kim loại kiềm này là thành phần của clorua natri (NaCl) (muối ăn) là một chất quan trọng cho sự sống.

Các ứng dụng khác:

• Trong một số hợp kim để cải thiện cấu trúc của chúng.

• Trong xà phòng (trong hợp chất với các axít béo).

• Để làm trơn bề mặt kim loại.

• Để 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.

6. Các hợp chất quan trọng của Natri

- Natri hidroxit: NaOH

- Natri hiđrocacbonat: NaHCO₃

- Natri cacbonat: Na₂CO₃

7. Bài tập liên quan

Bài 1: Có 3 lọ không nhãn, mỗi lọ đựng một chất rắn sau: NaOH, Ba(OH)2, NaCl. Hãy trình bày cách nhận biết chất đựng trong mỗi lọ bằng phương pháp hóa học. Viết các phương trình hóa học nếu có. 

Hướng dẫn 

Lấy mẫu thử từng chất và đánh số thứ tưh. Hòa tan các mẫu thử và H2o rồi thử các dụng dịch: 

+ Dùng quỳ tím cho vào từng chất thử: 

 - Mẫu nào làm quỳ tím hóa xanh đó là NaOH và Ba(OH)_2.

- Còn lại là NaCl không có hiện tượng 

+ Cho H₂SO₄ vào các mẫu thử NaOH và Ba(OH)₂ 

- Mẫu nào có kết tủa trắng đó là sản phẩm Ba(OH)₂ 

PTHH: Ba(OH)₂+ H₂SO₄ --> BaSO₄ + 2H₂O

- Còn lại là NaOH

Bài 2: Hòa tan mg hỗn hợp Na và Al vào nước thu được 8,96 lit khí hidro (đktc) và 1,35g chất rắn không tan. Tính khối lượng m?

Hướng dẫn 

Còn chất rắn chưa tan à Al chưa tan hết

Phương trình hóa học

2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂

 x                                      x/2

2NaOH + 2Al + 2H₂O → NaAlO₂ + 3H₂

   x              x                                        3x/2

số mol H₂ = x/2 + 3x/2 = 0,4  à x = 0,2 mol

khối lượng m là: m = 23. 0,2 + 27. 0,2 + 1,35 = 11,35g

Bài 3: Cho 4,41 gam hỗn hợp 3 muối: K₂CO₃; Na₂CO₃ và BaCO₃ tác dụng vừa đủ với dung dịch HCl. Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được 4,74 gam muối khan.Thể tích khí CO₂ sinh ra là bao nhiêu? 

Hướng dẫn 

CO₃^2- + 2H⁺   →  H₂O  +  CO₂↑

                            x           2x

          m_{muối cacbonat}  = m_KL  +  m_cacbonat = m_KL + 60*x = 4,41 (1)

          m_{muối clorua}       = m_KL  +  m_clorua      = m_KL + 35,5*2x = 4,74 (2)

=> (2)-(1) = 11x = 0,33

=> x= 0,03 mol

=> V_CO2 = 0,672 lít

Bài 3: Hòa tan hoàn toàn 7,3 gam hỗn hợp X gồm Na và Al bằng nước thu được 0,25 mol H₂. Số mol Na trong X là bao nhiêu?

Hướng dẫn 

Nếu số mol của Al = số mol của Na → số mol Na = số mol Al = 0,125 mol

→ m = 0,125.27 + 0,125.23 = 6,25 < 7. Như vậy, Al tan hết và NaOH dư

  2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂

   x                                       x/2

  2NaOH + 2Al + 2H₂O →NaAlO₂ + 3H₂

  y                y                                     3y/2

 → số mol H₂ = x/2 + 3y/2 = 0,25  (1)

                         23x + 27y = 7,3    (2)

Giải hệ (1) và (2) x = 0,2 mol và y = 0,1 mol

 → số mol Na = 0,2 mol