Natrium (Na)

Elementares Natrium ist ein leichtes, glänzendes und weiches Metall, das beim Kontakt mit Sauerstoff aus der Luft sehr schnell oxidiert. Es reagiert sehr stark auf den Kontakt mit Wasser und bildet dabei Natronlauge.

Kochsalz

Natriumchlorid gehört in jede Küche! Bild: jirkaejc/CanStockPhoto

Wegen seiner Reaktionsfreudigkeit kommt Natron in der Natur nicht als Metall vor, seine Salze sind jedoch allgegenwärtig. Reines Natrium wurde 1807 erstmals vom englischen Chemiker Humphrey Davy mittels Elektrolyse aus geschmolzenem Kochsalz – Natriumchlorid – extrahiert. Elementares Natrium muss unter Ausschluss von Luft und Wasser aufbewahrt werden, beispielsweise in Petroleum.

Salzmine

Manche Salinen, in denen kein Salz mehr abgebaut wird, können heute besichtigt werden. Bild: Jordache/CanStockPhoto

Die Hauptquelle von Natrium ist Natriumchlorid (NaCl), das im Meerwasser in fast unerschöpflichen Mengen vorkommt – ein Liter Meerwasser enthält im Schnitt 35 g NaCl. Man findet es aber auch in Salzminen. Dabei handelt es sich um alte ausgetrocknete Meere, die später von neueren Sedimenten überdeckt wurden.

Ein vielseitiges Natrium-Mineral

Der deutsche Name des Natriums hat seinen Ursprung im arabischen natrun, das wohl auf ein altägyptisches Wort mit der Bedeutung "Soda" oder "Natron" zurückgeführt werden kann. Im französischen und englischen Sprachraum heisst Natrium "sodium", welches sich vom arabischen Wort suwwad für Soda ableitet. Soda, das Hydrat des Natriumcarbonats (Na2CO3), wurde im alten Ägypten aus Salzseen gewonnen und bei der Mumifizierung von Verstorbenen verwendet.

Soda ist heutzutage ein gut erforschtes Mineral, das beispielsweise in der Glasproduktion verwendet wird: Dazu wird Sand mit 20% Kalk und 10% Soda eingeschmolzen. Wasserfreies Natriumcarbonat kann mit Calciumhydroxid (CaOH), auch "gelöschter Kalk" genannt, umgesetzt werden, wobei Natriumhydroxid (NaOH) und Calciumcarbonat (CaCO3) entstehen. Natriumhydroxid in Wasser gelöst ergibt die stark ätzende Natronlauge.

Soda früher und heute

Im Mittelalter stammte das Soda aus den ägyptischen Oasen, doch die Nachfrage überstieg schon bald das Angebot. Die Akademie der Wissenschaften in Paris lancierte 1784 einen Wettbewerb zur Entwicklung eines Verfahrens, mit welchem sich Soda aus Meersalz herstellen liesse. Nicolas Leblanc gewann den Preis 1788. Er behandelte NaCl mit Schwefelsäure, wodurch Natriumsulfat (Na2SO4) entsteht. Erhitzt man dieses dann zusammen mit Kohle, bildet sich Schwefel, den man mit Kalk (CaCO3) zum Kochen bringt. Am Grund des Behälters bleibt Calciumsulfat (CaS) zurück; die Lösung enthält Soda (Na2CO3), welches man durch Verdampfung gewinnt.

Das Leblanc-Verfahren wurde 100 Jahre später durch das Solvay-Verfahren verdrängt, welches einfacher und effizienter ist. Dafür mischt man CO2 in eine Lösung aus ammoniakhaltigem Salzwasser. Unter diesen Bedingungen setzt sich Natriumbikarbonat (NaHCO3) ab, welches sich beim Erhitzen auf 100°C zu Soda (Na2CO3) umwandelt. Dieses Verfahren revolutionierte die Chemie dieser Epoche, und Ernest Solvay wurde einer der reichsten Männer seiner Zeit.

In den 1980er Jahren gab man das Verfahren auf, nachdem ein Tal in Wyoming (USA) entdeckt wurde, dessen Boden Millionen von Tonnen von Soda enthält.

Quelle: Maurice Cosandey / Redaktion SimplyScience.ch

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