Natrium - Na
Natrium (Na) is een zacht, zilverkleurig alkalimetaal uit groep 1. In water en voedsel komt het voor in verbindingen en als natriumionen (Na+), en niet als het zeer reactieve metaal.
Eigenschappen en voorkomen · Toepassingen · Gezondheid en veiligheid · Milieu en water
| Atoomnummer | 11 |
|---|---|
| Standaardatoomgewicht | 22.98976928(2) |
| Elektronegativiteit (schaal van Pauling) | 0.93 |
| Dichtheid bij 20 °C | Ongeveer 0,97 g cm−3 |
| Smeltpunt | 97,794 °C |
| Kookpunt | 882,940 °C |
| Niet-gebonden atoomstraal | 0,227 nm |
| Gebruikelijke oxidatietoestand | +1 |
| Stabiele isotoop | 23Na |
| Elektronenconfiguratie | [Ne] 3s1 |
| Eerste ionisatie-energie | 495,845 kJ mol−1 |
| Ontdekking | Humphry Davy, 1807 |

Bronnen voor de eigenschappen: Royal Society of Chemistry en CIAAW. Het standaardatoomgewicht is dimensieloos; de bijbehorende molaire massa is ongeveer 22,98977 g mol−1. De haakjes geven de onzekerheid in de laatste cijfers aan.
Eigenschappen en voorkomen van natrium
Natuurlijk natrium bestaat overwegend uit één stabiele isotoop, 23Na; er bestaan ook radioactieve isotopen. Het symbool Na is afgeleid van natrium. Humphry Davy isoleerde het metaal voor het eerst in 1807 door elektrolyse van natriumhydroxide.
Natrium komt voor in minerale afzettingen en opgeloste zouten, waaronder natriumchloride in zeewater en haliet. Door zijn reactiviteit blijft het in gewone natuurlijke wateren niet als vrij metaal aanwezig. Vers blootgelegd metaal wordt in de lucht snel dof.
Bij reactie met water produceert natriummetaal natriumhydroxide, waterstof en warmte:
2 Na + 2 H2O → 2 NaOH + H2
Toepassingen van natrium en zijn verbindingen
Het metaal wordt gebruikt als chemisch reagens en als warmteoverdrachtsmedium in sommige kernreactoren. Natriumverbindingen worden veel breder toegepast in het dagelijks leven: natriumchloride wordt gebruikt in voedsel en als industriële grondstof, terwijl natriumcarbonaat wordt gebruikt bij de productie van glas en in de waterbehandeling.
Bij waterbehandeling wisselen ionenwisselaarharsen in de natriumvorm natrium uit tegen calcium en magnesium om de hardheid te verlagen. Regeneratie herstelt de natriumvorm van de hars en levert een zoute afvalstroom op. Dit gebruik van natriumionen verschilt van het omgaan met natriummetaal.
Gezondheidseffecten en veilig omgaan met natrium
Natrium in de voeding
Natrium is een essentiële voedingsstof die betrokken is bij de vochtbalans en de signaaloverdracht in zenuwen. Een te hoge inname van natrium via de voeding verhoogt de bloeddruk en het risico op hart- en vaatziekten. Voor volwassenen adviseert de WHO minder dan 2000 mg natrium per dag, wat overeenkomt met minder dan 5 g zout. Dit zijn verschillende hoeveelheden: 1 g keukenzout bevat ongeveer 400 mg natrium.
De aanbeveling geldt voor de totale inname via voedsel en dranken, niet alleen voor toegevoegd zout. Mensen aan wie een natriumbeperkt dieet is voorgeschreven, moeten het natriumgehalte van hun drinkwater met hun zorgverlener bespreken, vooral als het water zout of onthard is.
Natriummetaal
Natriummetaal reageert heftig met water en vocht. Bij de reactie komen warmte en brandbare waterstof vrij en ontstaat bijtend natriumhydroxide. Dit kan brand, ernstige brandwonden en oogletsel veroorzaken. Deze gevaren gelden niet voor gewone opgeloste natriumionen in drinkwater.
Opslag, hantering en noodmaatregelen vereisen opgeleid personeel, passende veiligheidsmaatregelen en het veiligheidsinformatieblad van de stof. Water en kooldioxide zijn ongeschikte blusmiddelen voor een brand met natriummetaal. Volg gespecialiseerde noodprocedures; probeer niet zelf een geïmproviseerde opruimactie of demonstratie uit te voeren.
Natrium in het milieu en in water
Gerelateerde pagina: Natrium in water (Na + H₂O) — reacties, waterkwaliteit en behandeling.
Opgelost natrium draagt bij aan het zoutgehalte. Verwering, binnendringend zeewater en menselijke invloeden kunnen de concentraties in water verhogen. Milieueffecten hangen af van de concentratie, de begeleidende ionen en het ontvangende milieu; aan natriumhoudende stoffen kan niet één universele toxiciteitswaarde worden toegekend.
Bij irrigatie kan een hoog natriumgehalte ten opzichte van calcium en magnesium bodemdeeltjes doen uiteenvallen en de infiltratie verminderen. Beoordeel de natriumadsorptieverhouding (SAR) samen met het zoutgehalte, de bodemeigenschappen en de behoeften van het gewas. Eén natriumconcentratie volstaat niet om te bepalen of water geschikt is voor irrigatie.
Drinkwaterkwaliteit
De WHO heeft geen gezondheidskundige richtwaarde voor natrium in drinkwater vastgesteld. Volgens het informatieblad kunnen concentraties boven ongeveer 200 mg/L een onaanvaardbare smaak veroorzaken. Dit betreft de smaak, niet een universele gezondheidsgrens of een vervanging van lokale drinkwatervoorschriften. De smaak verschilt naargelang de bijbehorende zouten en de consument.
Natrium uit water verwijderen
Een ontharder op basis van natriumionen verwijdert geen natrium. Hij vervangt calcium en magnesium door natrium en kan het natriumgehalte van het behandelde water verhogen. Een lagere hardheid betekent dus niet een lager zoutgehalte.
Omgekeerde osmose of destillatie kan de hoeveelheid opgelost natrium verminderen. Kies voor proceswater een behandeling op basis van de samenstelling van het voedingswater en de vereiste kwaliteit van het behandelde water, en controleer de prestaties onder de beoogde bedrijfsomstandigheden. Bij omgekeerde osmose ontstaat een concentraatstroom; bij de regeneratie van ontharders ontstaat eveneens zout afvalwater. Deze stromen moeten op passende wijze worden beheerd.
Lees meer over natrium in water, de samenstelling van mineraalwater en waterverontreiniging. Verder lezen: informatie over voedingsrichtwaarden en de pagina's over de elementen stikstof en koolstof.
Pagina over natrium voor het laatst beoordeeld: door Lenntech.
Terug naar het periodiek systeem der elementen.
Bronnen en verder lezen
- RSC: eigenschappen, toepassingen en geschiedenis van natrium.
- CIAAW: atoomgewicht en isotopen van natrium.
- ILO/WHO: internationale veiligheidskaart voor chemische stoffen 0717 — metallisch natrium.
- WHO: natrium in de voeding en vermindering van zoutinname.
- WHO: natrium in drinkwater.
- EPA WaterSense: waterontharding en waterzuivering (PDF).
- Australische drinkwaterrichtlijnen: voorkomen en verwijdering van natrium.
- USDA NRCS: zoutgehalte en natriumverzadiging van de bodem (PDF).