grunnstoff i gruppe 1 (alkalimetallene) i grunnstoffenes periodesystem, kjemisk symbol Na, atomnummer 11. Det står som andre grunnstoff blant alkalimetallene. Elektronkonfigurasjon [Ne]2s1. Na+-ionet har samme elektronkonfigurasjon som neon da det ene 3s-elektronet er spaltet av fra Na-atomet.
Natrium er et sølvhvitt, meget uedelt metall (standard reduksjonspotensial Eo = -2,71 V). Det er mykt og kan lett skjæres med kniv. Det oksideres lett og reagerer heftig med vann.
Bare en naturlig forekommende, stabil isotop av natrium er kjent: 23Na.
Forekomst
Natrium er et av de mest utbredte grunnstoffer i naturen og utgjør 2,23 vektprosent av jordskorpen. Pga. sin høye reaktivitet eksisterer det bare som Na+-ioner i naturen. I disse har natrium alltid oksidasjonstall +I. I den faste jordskorpen forekommer natrium først og fremst som natriumioner i silikater og feltspater. Ved forvitring av disse blir natriumioner vasket ut og ført ut i havet med regnvannet. I gjennomsnitt inneholder 1 kg havvann 26,82 g natriumklorid, og dette svarer til 77,7 % av alle salter som er løst i havvannet. Store mengder natriumklorid, NaCl, forekommer i saltleier som består hovedsakelig av fast natriumklorid dekket med et lag av kalium- og magnesiumsalter. Se . Et viktig natriummineral er også chilesalpeter (natriumnitrat), NaNO3.
Fremstilling
Natriummetall fremstilles ved elektrolyse av vannfritt natriumklorid. Natrium dannes ved katoden (som er laget av jern) og klorgass ved anoden (grafitt). Tidligere ble natrium også fremstilt ved elektrolyse av smeltet, vannfritt natriumhydroksid, men dette er en kostbar omvei fordi hydroksidet må fremstilles først. Man kan også fremstille metallet ved å redusere natriumhydroksid med karbon eller å spalte natriumcyanid, NaCN, ved oppvarming.
Kjemiske egenskaper
I fuktig luft ved romtemperatur reagerer natrium raskt og får en matt, grå overflate av natriumhydroksid. Det må derfor oppbevares beskyttet mot luft, f.eks. på flasker under petroleum eller i lufttette beholdere. Fordi metallet har lavere densitet enn vann, flyter det på vann. Samtidig reagerer det raskt med vannet og smelter pga. varmen som utvikles i reaksjonen:
2Na(s) + 2H2O(l) → 2Na+(aq) + 2OH-(aq) + H2(g)
når temperaturen i vannet stiger til over 40 °C, antennes hydrogengassen. Ved oppvarming i luft brenner natrium med en intens gul flamme til natriumperoksid, Na2O2(s). Alle flyktige natriumforbindelser farger ikke-lysende flammer sterkt gule. Denne flammereaksjonen brukes til påvisning av natrium. Spektroskopisk skyldes den gule fargen en dobbeltlinje ved 589,0 og 589,6 nm.
Natriumionet er fargeløst og bidrar ikke til fargen på natriumsalter. Se artikler for de enkelte forbindelser.
Bruk
Natriummetall er et kraftig reduksjonsmiddel og kan redusere de fleste metallklorider og mange metalloksider til frie metaller. Også i organisk kjemisk industri er det et viktig reduksjonsmiddel i tallrike organiske synteser. Natriummetall brukes også til fremstilling av natriumforbindelser som natriumperoksid, natriumamid, NaNH2(s), natriumhydrid, NaH(s), natriumcyanid, NaCN o.a. Mange natriumforbindelser, f.eks. natronlut, soda, vannglass, koksalt, såper m.fl. spiller en viktig rolle i industri, laboratorier og husholdning. Natriummetall har en meget god varmeledningsevne, og natrium og legeringer av natrium og kalium benyttes som kjølemedium under spesielle forhold og brukes bl.a. i formeringsreaktorer. Natrium har også god elektrisk ledningsevne, og spesielle kabler der natrium er innkapslet i polyetenrør brukes som leder av høyspent strøm. Natriumamalgam, en legering mellom natrium og kvikksølv, brukes ved fremstilling av natriumhydroksid ved kvikksølvprosessen. Natrium blir også anvendt i belysningsteknikken i natriumdamplamper for vei- og gatebelysning.
Fysiologisk virkning
Natrium er livsnødvendig for mennesker og høyerestående dyr. Sammen med kalium regulerer det sammensetningen av kroppsvæskene. Alt i alt inneholder kroppen omtrent like mange natrium- og kaliumioner, hovedsakelig i form av klorider, hydrogenkarbonater og fosfater. Mens kaliumionene er dominerende i cellevæskene, befinner det meste av natriumionene seg i de ekstracellulære væskene. Denne forskjellen i natrium/kaliumforholdet er bestemmende for utvekslingen av natrium/kaliumioner gjennom cellemembranene. Den virker regulerende på det osmotiske trykket og membranpotensialene, og dermed på den sammenhengende overføringen av nerveimpulser og andre elektrofysiologiske funksjoner.
Natriummangel kan oppstå ved sterk svette og annet tap av kroppsvæske. Mangelen merkes først ved tørst, så følger slapphet, uvelhet, krampe og død. Symptomene lar seg lett fjerne ved tilførsel av koksalt. Mennesker og dyr som hovedsakelig lever av plantekost, kan risikere natriummangel og trenger derfor ekstra salttilskudd.
Plantene trenger vanligvis bare små mengder natrium, større mengder finnes bare i hav- og strandplanter.
Historie
Stoffer som vi vet i dag er kalium- og natriumsalter var kjente og i bruk fra oldtiden. De gikk under forskjellige navn, og da de hadde lignende kjemiske egenskaper, tok det tid før man greidde å skille mellom kalium- og natriumsalter. Den tyske kjemiker Martin Heinrich Klaproth var den første til å skille mellom karbonatene av natrium og kalium. Han kalte stoffet fra planteriket kali og stoffet fra mineralriket natron. I 1807 lyktes det Humphry, Sir Davy å fremstille et metall ved elektrolyse av kaustisk soda og han hevdet at det var et grunnstoff som han kalte sodium fra soda. Da den tyske kjemiker Ludwig Wilhelm Gilbert (1769-1824) omtalte Davys opptagelse kalte han grunnstoffet natrium fra Klaproths natron. Da Berzelius i 1813 foreslo kjemiske symboler for grunnstoffene foreslo han først So etter sodium, men byttet symbolet til Na for natrium året etter.
Sodium er fortsatt det offisielle navnet på grunnstoffet i engelsk og fransk, mens på andre språk kalles grunnstoffet natrium.