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ナトリウムの性質と化合物と覚えるべき化学反応式

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ナトリウム(Na)は原子番11、1族3周期に属するアルカリ金属の元素であり、炎色反応は黄。常温でやわらかい固体で、酸化されやすいため石油中に保存する。

項目 Na
原子番号 11
1
周期 3
電子殻 2 8 1
原子量 23
分類 典型金属
炎色反応

上の動画ではナトリウムの破片をトイレに入れて爆発させている。ナトリウムと水が激しく反応することがわかる。

NaOH

NaOH(水酸化ナトリウム)は常温で白い固体。水に溶けやすく、水に溶けたものを水酸化ナトリウム水溶液という。水酸化ナトリウム水溶液はアルカリ性で、金属の分類などに使われる。水酸化ナトリウム水溶液は水中でほぼ完全に電離する。

NaOH ↔ Na+ + OH-

Na2CO3

Na2CO3(炭酸ナトリウム)は水に溶けやすく、水に溶けるとほぼ完全に電離する。2価の陰イオンである炭酸イオンは、その一部が次のように水と反応して炭酸水素イオンとなる。

CO32- + H2O ↔ HCO3- + OH-

これを炭酸イオンの加水分解という。これより炭酸ナトリウムを水に溶かすと塩基性になる。炭酸ナトリウムは一般的に10水和物として存在する。

Na2CO3・10H2O

この炭酸ナトリウム10水和物は常温で放置すると、次第に水分が失われて1水和物になる。これを風解という。

Na2CO3・10H2O → Na2CO3・H2O + 9H2O

NaHCO3

NaHCO3(炭酸水素ナトリウム)はベーキングパウダーや重曹などに使われる物質で、水に溶けると塩基性をしめす。

HCO3- → CO2 + OH-

また炭酸水素ナトリウムを加熱すると炭酸ナトリウムと二酸化炭素と水に分解する。

2NaHCO3 → Na2CO3 + H2O + CO2

ナトリウムと水

ナトリウムは水と激しく反応し、黄色の炎をあげる。なお同様の反応はカリウムにも見られる。

2Na + 2H2O → 2NaOH + H2

ナトリウムとアルコール

アルコールにナトリウムの単体を入れると水素が発生する。メタノールにナトリウムを入れると次の反応が起きる。

2CH3OH + 2Na → 2CH3ONa + H2

ナトリウムの製法

ナトリウムは塩化ナトリウムを溶かしたもの(水を含まない、食塩そのものを液化したもの)を電気分解することでとりだす。塩化ナトリウムは1000°近くの高温で溶ける。電気分解では陰極に陽イオンが析出するが、食塩では水素が発生する。

電気分解で陰極に生じるもの

  • 食塩水
  • 水素
  • 液体食塩
  • ナトリウム

融解した塩化ナトリウムを電気分解することを融解塩電解という。

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