Natrium

Natrium, Symbol Na: chemisches Element der Kernladungszahl 11; Alkalimetall: Atommasse 22,98977; Wertigkeit +1; F 97,8 °C, Kp 883 °C; Dichte 0,97 g/cm3. In der Natur kommt Natrium nur chemisch gebunden vor, vor allem im Halit (Steinsalz), und im Albit (Natronfeldspat), NaAlSi308. Natrium ist ein wachsweiches, silberglänzendes, sehr reaktionsfähiges Leichtmetall, das sich an der Luft sofort mit einer weißen Oxid- und Carbonatschicht überzieht. Mit Wasser setzt es sich heftig zu Natronlauge um, wobei Explosionsgefahr besteht, da sich der dabei entstehende Wasserstoff entzünden kann. Natrium wirkt stark ätzend auf Haut und besonders die Augen. Es wird technisch durch Schmelzflusselektrolyse von Natriumchlorid gewonnen und dient als Reduktionsmittel, Trockenmittel, Legierungszusatz, Wärmeüberträger in Kernreaktoren sowie zur Erzeugung von Natriumamid, Natriumzyanid und Tetraäthylblei. Metallisches Natrium wurde erstmals 1807 von H. Davy durch Schmelzflusselektrolyse dargestellt

Natriumverbindungen: Stoffe, in denen Natrium, meist als Na+-Ion, chemisch gebunden ist. Die meisten Natriumverbindungen sind salzartig, da sie in Ionengittern kristallisieren. Fast alle Natriumverbindungen sind wasserlöslich und färben Flammen kräftig gelb. Sie sind farblos, sofern nicht das Säurerestion eine Färbung verursacht, wie zum Beispiel im gelben Natriumchromat, Na2Cr04. Natriumchlorid, Kochsalz, umgangssprachlich «Salz»; Kp 1440°C; kommt in großen Lagerstätten (zum Beispiel bei Staßfurt und Bad Salzungen) als Halit (Steinsalz) vor, ist in zahlreichen Mineralquellen, den Solquellen, enthalten und mit 2,7 % im Wasser der Weltmeere. Natriumchlorid ist Rohstoff für nahezu alle anderen Natriumverbindungen und Chlorverbindungen. Es wird bergmännisch abgebaut oder unterirdisch mit Wasser zu künstlicher Sole («Salzsole») aufgelöst. Als Speisesalz verwendet man besonders reines, gemahlenes Steinsalz, meist jedoch Siedesalz, das durch Eindampfen von gereinigter künstlicher oder natürlicher Sole gewonnen wird; es dient als Würz- und Konserviermittel. Für Mensch und Tier ist Natriumchlorid lebensnotwendig (Gehalt im Blut 0,9 %). Viehsalz ist ungereinigtes (rotes Eisen(III)-oxid enthaltendes) Steinsalz, das an Haus- und Wildtiere verfüttert und als Tausalz verwendet wird. Natriumfluorid, F 988 °C, ist giftig, wirkt fäulnishemmend und dient daher als Holzschutzmittel. Natriumhydrogenkarbonat, früher Natriumbikarbonat oder «Natron», NaHC03, entwickelt mit Säuren sowie beim Erhitzen Kohlendioxid; es wird in Feuerlöschern, Backpulvern und Waschmitteln sowie als Neutralisationsmittel für Magensäure verwendet. Natriumhydroxid, Ätznatron, ist eine feste, an feuchter Luft allmählich zerfließende Substanz (322 °C), die sich in Wasser unter Erwärmung zu Natronlauge löst und Haut sowie Schleimhäute stark ätzt. Man gewinnt es durch Eindampfen der bei der Alkalichloridelektrolyse entstehenden Natronlauge. Natriumhydroxid und Natronlauge dienen unter anderem der Herstellung von Zellstoff, Viskosefaserstoff, Waschmitteln, Farbstoffen und Tonerde (für die Aluminiumgewinnung). Natriumkarbonat, Soda bildet in wasserfreier Form (kalzinierte Soda) ein feinkristallines Pulver (850 °C), als Kristallsoda große, durchsichtige Kristalle; die wässrige Lösung reagiert alkalisch. Technisch gewonnen wird Natriumkarbonat nach dem Ammoniak-Soda-Verfahren, indem Kohlendioxid, das durch Brennen von Kalkstein gewonnen wird, in eine ammoniakhaltige Natriumchloridlösung eingeleitet und das hierbei ausfallende Natriumhydrogenkarbonat durch Erhitzen in Natriumkarbonat übergeführt wird. Das hierbei frei werdende Kohlendioxid geht in den Prozess zurück, während aus dem in der Lösung verbliebenen Ammoniumchlorid mittels Kalkmilch das Ammoniak zurückgewonnen wird. Man verwendet Natriumkarbonat in der Glas-, Textil- und Waschmittelindustrie sowie zum Enthärten von Wasser und zum Entschwefeln von Roheisen und Stahl. Natriumnitrat, Natronsalpeter ist der Hauptbestandteil des natürlichen Chilesalpeters und wird zu Düngemitteln und Explosivstoffen verarbeitet; bei 380 °C geht es unter Sauerstoffabgabe in das giftige Natriumnitrit über (Nitrite). Natriumoxid, Na20, ist ein weißes, stark ätzendes Pulver; F 920 °C; von größerer Bedeutung (Verwendung in Wasch- und Bleichmitteln) ist das beim Verbrennen von Natrium entstehende Natriumperoxid. Natriumsulfat kommt in der Natur als Glaubersalz vor, technisch gewonnen wird es als Nebenprodukt der Kalisalzverarbeitung durch Umsetzung von Natriumchlorid und Magnesiumsulfat. Es wird in der Glas-, Textil-, Zellstoff- und Waschmittelindustrie verwendet. Natriumsulfid wird technisch durch Reduktion von Natriumsulfat mit Kohlenstoff gewonnen und bei der Erzflotation sowie zur Erzeugung von Schwefelfarbstoffen eingesetzt. Natriumsulfit und Natriumdisulfit werden als Zusätze in fotografischen Fixierbädern verwendet.

Natriumdampf-Hochdrucklampe: Lampe auf der Basis der Hochdruckentladungslampe; die Lichterzeugung beruht auf einer Natriumdampfentladung bei einem Druck von 1,6 • 104 Pa. Die Entladung findet in einem Entladungsgefäß aus polykristallinem Aluminiumoxid (A1203) statt, das Entladungsgefäß ist resistent gegenüber Natrium und hat im Betriebszustand eine Lichtdurchlässigkeit von >90%. Die Natriumdampf-Hochdrucklampe ist eine energetisch sehr günstige Lampe.

Natriumdampf-Niederdrucklampe: Lampe auf der Basis der Niederdruckentladungslampe; die Lichterzeugung erfolgt durch eine Natriumdampfentladung bei einem Druck von 0,4 Pa. Die Natriumdampf-Niederdrucklampe ist die Lampe mit der höchsten Lichtausbeute und nahezu monochromatische Strahlung im gelben Spektralbereich.

Natriumpumpe: Physiologie durch Energiebereitstellung aus dem Stoffwechsel der Zelle ermöglichter aktiver Transport von Natriumionen aus dem Inneren der Zelle durch deren Membran nach außen. Die Natriumpumpe ist für die Aufrechterhaltung der Ungleichverteilung der Ionen an der Zellmembran unentbehrlich. Die stärkste Ausbildung hat die Natriumpumpe am Epithel der Nierentubuli zur Natriumrückresorption aus dem Primärharn (Ultrafiltrat des Plasmas).