SUBSTANŢE ÎN STARE SOLIDĂ

Clasificarea substanţelor-1. simple --------metale

--------nemetale --------semimetale

-2. compuse -------- oxizi –acizi- bazici

-------- acizi – hidracizi- oxiacizi

-------- baze – solubile- insolubile

--------- săruri

Indicatorii acido-bazici sunt substanţe cu ajutorul cărora se determină caracterul acid sau basic al unor soluţii. Indicatorii au proprietatea de a-şi schimba culoarea în prezenţa unui acid sau a unei baze.

Indicator Culoaream. neutru m. acid m. dazic

Turnesol Violet roşu albastruFenolftaleina incolor incolor roşu

Aliajele sunt amestecuri constituite din din două sau mai multe elemente, din care cel puţin elementul predominant este un metal.

Ionii reprezintă particule incărcate cu sarcină electrică pozitivă (cationii) sau negativă (anionii).

STARE SOLIDĂ. CRISTALE.

Prin stare cristalină se înţelege starea în care atomii, ionii sau moleculele sunt dispuse intr-o formă ordonată în nodurile unei reţele spaţiale constituind un crystal.

Substanţele cristaline trec brusc din stare solidă în stare lichidă la o anumită temperatură, numită punct de topire.

SODIUL – Na

Sodiul este un metal alcalin cu o reactivitate chimică foarte mare; de aceea el apare numai sub formă de combinaţii.

Se află răspândit în litosferă, hidrosferă şi biosferă.Ocupă locul patru între metale după Al, Fe şi Ca şi locul şase dintre

toate elementele chimice.Principalele zăcăminte naturale de săruri de sodium sunt:

sarea gemă – Nacl mirabilitul – Na2SO4*10H2O salpetru de sodiu – NaNO3

soda – Na2CO3*10H2O

Reţeaua metalică a sodiului. Legătura metalică.

Metalele se deosebesc de celelalte elemente printr-o serie de proprietăţi specifice. Manifestarea acestor proprietăţi faţă de proprietăţile substanţelor în care predomină legătura covalentă sau atracţia electrostatică între ioni sugerează existenţa In metale a unei legături chimice de un tip special, denumită legătură metalică.

În reţeaua cristalină a metalelor, fiecare atom de metal este înconjurat de un număr mai mare de atomi decât numărul electronilor de valenţă.

Unul din modelele moderne ale teoriei legăturii metalice consideră că există o diferenţă între distribuţia electronilor intr-un atom izolat al unui metal şi distribuţia electronilor în cristalul de metal.

Atomul izolat de sodium are configuraţia electronică:1s22s22p63s1

Orbitalii interiori complet ocupaţi nu participă la formarea legăturii.Orbitalii stratului de valenţă se întrepătrund astfel incât electronii de

valenţă devin comuni întregului cristal. Apar zone sau benzi de energie mai largi care cuprind mai multe niveluri energetice, între care diferenţa de energie este foarte mică. Ocuparea cu electroni a nivelurilor într-o bandă se face conform principiului lui Pauli, câte 2 electroni cu spin opus.

Existenţa electronilor liberi in toate structurile metalice determină atât proprietăţile exterioare caracteristice metalelor: opacitatea, luciul metallic şi în majoritatea cazurilor culoarea lor cenuşie, precum şi buna conductibilitate electrică şi termică.

Proprietăţi fizice ale sodiului

În tăietură proaspătă, Na - alb argintiu, cu luciu metallic.Densitatea 0.97g/cm3

Se topeşte la 97.8 0CMetal moale, de consistenţa cerii, putând fi tăiat cu cuţitul.Duritate 0.4 în scara /Mohs.Bun conducător de căldură şi electricitateSe volatilizează în flacără – galben intens

Proprietăţi chimice ale sodiului

Este printre cele mai active elemente cunoscute. În combinaţiile sale are N.O.=1. În aer sub acţiunea oxigenului, a dioxidului de carbon şi a umidităţii se acoperă cu o peliculă cenuşie formată dintr-un amestec de peroxid, hidroxid şi carbonat de sodiu, de aceea se păstrează sub petrol.

1. Reacţia sodiului cu oxigenul

Are luciu metallic în tăietură proaspătă, dar lăsat în aer luciul se pierde imediat. Încălzit în oxigen sau în aer se aprinde formând peroxid de sodiu:

2Na + O2 --------- Na2O2

peroxidul de sodium este format din doi ioni de sodium şi un ion peroxo: (O-- O-): 2Na+(O-- O-) sau 2Na+O2-

2

peroxidul de sodium se întrebuinţează la decolorarea lemnului, oaselor, paielor, fildeşului, părului, ţesăturilor, etc.

Na2O2 + 2H2O --------2NaOH + H2O2

H2O2 --------- H2O + [O]

În urma interacţiei dintre peroxidul de sodium şi dioxidul de carbon se eliberează oxygen şi de aceea el se foloseşte în aparatele respiratorii ale pompierilor, scafandrilor şi la reîmprospătarea aerului din încăperi închise.

2Na2O2 +2 CO2 ---------2Na2CO3 + O2

2. Reacţia sodiului cu hidrogenul

În atmosferă de hydrogen sodiul încălzit la 350-4000C formează hidrura de sodiu, în care hidrogenul este present sub formă de ion negativ H- (hidrură):

2Na + H2 --------- 2NaH

3. Reacţia sodiului cu clorul

Sodiul se aprinde în atmosferă de clor şi arde cu flacără vie, formând clorura de sodiu.

2Na + Cl2 ------ 2NaCl

4. Reacţia sodiului cu apa

Sodiul reacţionează energic cu apa deoarece ionii se solvatează uşor. Căldura degajată topeşte metalul care pluteşte sub formă de sfere mici pe suprafaţă apei. Dacă aceste sfere sun localizate se aprind şi ard cu flacără galbenă.

2Na + 2H2O ------- 2NaOH +H2

5. Reacţia sodiului cu aciziiSodiul reacţionează energic cu acizii. Cu acidul clorhidric gazos

reacţionează cu explozie:

2Na + 2HCl ------ 2NaCl +H2

Proprietăţile fiziologice ale sodiului

Sodiul şi potasiul apar atât în organismul animal cât şi în regnul vegetal.

Sodiul este introdus în organismul animal mai ales sub formă de NaCl.

Celelalte săruri din organism sunt NaHCO3 şi NaH2PO4, care au un rol important în menţinerea presiunii osmotice şi a acidităţii diferitelor lichide.

Întrebuinţările sodiului

Sodiul este cel mai ieftin metal alcalin şi de aceea este cel mai folosit în tehnică. Se intrebuinţează ca:

lichid de răcire în reactoarele nucleare, aliat cu potasiu component al aliajelor de antifricţiune pe bază de Pb

şi Ca fabricarea lămpilor utilizate la iluminatul public agent deshidratant pentru uscarea solvenţilor organici materie primă pentru obţinerea peroxidului de sodium

Fişă de activitate experimentală

Denumire experiment

Substanţe şi ustensile

Mod de lucru Observaţii

1. Reacţia sodiului cu

SodiuCleşte metallic

Se scoate o bucăţică de sodiu

Sodiul are……………

oxigenul din aer Hârtie de filtruCuţit

Sursă de încălzire

de sub stratul de petrol.Se tamponează cu hârtia de filtru pentru indepărtarea petrolului.Se curăţă stratul de oxid.Se lasă la aer.

în tăietură proaspătă.Lăsat la aer sodiul ……….

2. Prepararea clorului în laborator

Permanganat de potasiu solid

HCl conc.Instalaţiespatulă

În balonul cu fund plat se introduce o spatulă de permanganat de potasiu.Din pâlnie se picură HCl conc.După umplerea cilindrului cu clor acesta se acoperă repede cu o sticlă de ceas.

În urma reacţiei cilindrul se umple cu un gaz de culoare ………………..şi cu miros ……………….

3. Reacţia sodiului cu apa

SodiuApă distilată Fenolftaleină Cleşte metallicCristalizorHârtie de filtru

Se introduce într-un cristalizor in care se află apă distilată şi câteva picături de fenolftaleină o bucată mică de sodium curăţată de stratul de oxid.

Sodiul reacţionează ……………..cu apa.Soluţia obţinută este de culoare ………………