Natrium – De nummer 11 van het periodiek systeem

Natrium mag dan wel nummer 11 zijn in het periodiek systeem maar door zijn veelzijdigheid behoort het eigenlijk wel tot de top-3!

Waarom is natrium de nummer 11 in het periodiek systeem?

Correct! Wrong!

In het periodiek systeem worden de elementen gerangschikt op volgende van het aantal protonen in hun kern. Daarnaast is het periodiek systeem dusdanig opgesteld dat de elementen ook zijn gerangschikt naar het aantal elektronen in hun buitenste schil. De eerste rij bevat twee elementen (waterstof en helium), die elektronen hebben in hun binnenste en enige schil. De tweede rij bevat 8 elementen die een volle binnenste schil hebben en tussen de 1 en 8 elektronen in hun buitenste schil. Natrium is het eerste element in rij 3 en heeft 1 elektron in zijn buitenste schil. Dit betekent dat, net als de andere aardalkali elementen, dat het gemakkelijk zijn ene elektron afstaat om in een chemische reactie een positief geladen ion te vormen.

Natrium reageert met zuurstof uit de lucht en met water. Om het te kunnen bewaren wordt vloeistof gebruikt om natrium te bedekken. Welke vloeistof zou dit kunnen zijn?

Correct! Wrong!

Natrium reageert met water tot natriumhydroxide en waterstofgas. De hitte die bij dit proces vrijkomt zorgt voor ontbranding van het waterstofgas. Deze reactie is vaak explosief. Vloeibare broom is een halogeen met 7 elektronen in zijn buitenste schil. Halogenen reageren met aardalkalimetalen en vormen zo een zout. In dit geval zou er dus natriumbromide worden gevormd. Zelfs kwik, zelf ook een metaal, reageert met natrium, er ontstaat dan een amalgaam. Een inerte organische vloeistof zoals bijvoorbeeld kerosine is een bruikbare oplossing. Natrium kan ook in een afgesloten vat onder stikstof worden bewaard maar dit is niet in alle gevallen erg handig.

natrium 4-[4(dimethylamino)phenyl]diazenylbenzeen-1-sulfonaat is beter bekend als methyloranje. Methyloranje wordt vaak gebruikt als indicator en dat betekent dat de kleur van methyloranje afhankelijk is van.....?

Correct! Wrong!

Vast methyloranje is een oranje kristal maar de kleur van de oplossing in water varieert van helder oranje (als de pH van de oplossing 4,4 is). De pH van een oplossing is een nummer dat de concentratie van waterstofatomen in de oplossing aangeeft. Hoe kleiner het getal hoe meer H+ er aanwezig is en hoe zuurder de oplossing is. Omdat methyloranje van kleur verandert als een oplossing nog steeds in het zure gebied is (kleiner dan 7) wordt het gebruikt om zure oplossingen te onderzoeken. Bij een titratie zal het het meest nauwkeurige eindpunt geven bij een reactie tussen een sterk zuur en een zwakke base omdat deze oplossing nog steeds zuur zal zijn in het equivalentiepunt.

Van de chemie naar de keuken. Natrium komt voor als deel van een witte kristallijne stof die we kennen als zout. Wat is de chemische naam van zout?

Correct! Wrong!

Een chemicus zal al deze stoffen als een zout benoemen maar in relatie tot ons voedsel verwijst de term altijd naar natriumchloride. Natriumchloride heeft de chemische formule NaCl. Het wordt aan voedsel toegevoegd voor de smaak en als een conserveringsmiddel. Zout kan worden gewonnen door het verdampen van zeewater maar het wordt ook in mijnbouw gewonnen.

Brood en andere deegwaren hebben een rijsmiddel nodig om de gewenste structuur te krijgen. Welke van onderstaande is GEEN naam die gebruikt wordt voor NaHCO3 als het wordt gebruikt in de keuken?

Correct! Wrong!

Het moet worden gemengd met een zuur om te kunnen reageren en er komt dan CO2-gas vrij. De belletjes CO2-gas worden opgesloten in het deeg en geven er een luchtige structuur aan. Een nadeel is de metallische smaak die merkbaar wordt als er teveel is toegevoegd. Om deze metallische smaak tegen te gaan wordt vaak bakpoeder gebruikt end at bestaat uit een mengsel van natriumbicarbonaat en een zuur in poeder vorm zoals wijnsteenzuur.

Het belangrijkste commerciële gebruik van natriumcarbonaat is als flux om in de glasmakerij het smeltpunt van silicium te verlagen. Waarvoor wordt het in het huishouden veel gebruikt?

Correct! Wrong!

Natriumcarbonaat in oplossing wordt gebruikt al waterontharder. In hard water zijn zepen veel minder efficiënt dus als je in een gebied woont waar er in het water veel mineralen zijn opgelost (hard water) dan kan je natriumcarbonaat gebruiken samen met waspoeder om je was beter schoon te krijgen. Natriumcarbonaat kan ook gebruikt worden om bepaalde vlekken, zoals rode wijn, uit kleding te verwijderen. Natriumcarbonaat kan je ook gebruiken om al je aangeslagen zilver schoon te maken. Je neemt een kom van glas of porselein (géén metaal). Leg je zilver er in samen met wat aluminium (keukenfolie bijvoorbeeld) en bedekt alle smet een oplossing van natriumcarbonaat en zout in heet water. Er komt een oxidatie-reductie reactie op gang die het oppervlak van je zilveren voorwerpen weer omzet naar zuiver zilver. Vaak komt er een beetje waterstofsulfide vrij, te herkennen aan de geur van rotte eieren. Deze geur verdwijnt weer snel maar kan worden versneld door je zilverwerk ter wassen in een sopje.

Welk natriumbevattend spul is meestal de hoofdcomponent in huishoudproducten die gebruikt worden als gootsteenontstopper?

Correct! Wrong!

Er kunnen nog meer chemicaliën aan worden toegevoegd maar het hoofdbestanddeel van gootsteenontstoppers is natriumhydroxide. Het werkt door te reageren met stoffen die verstoppingen kunnen veroorzaken en breekt ze af zodat ze met water weggespoeld kunnen worden. De meeste van deze stoffen zijn vetten en oliën die worden omgezet naar een zeepachtige substantie. Ook de eiwitten van het haar worden op die manier omgezet, hierbij ontstaat ammoniak en een carboxylaat-ion.

De meeste zeep is gemaakt van natriumstearaat dat ontstaat uit de reactie tussen natronloog en een triglyceride die esters bevat of stearinezuur. Hoe noemen we een dergelijke reactie?

Correct! Wrong!

Verzeping is het maken van zeep. Natriumhydroxide is een sterke base, opgelost in water ontstaat een erg alkalische oplossing die de bindingen van organische zuren en een glycerine atoom kunnen verbreken waardoor er triglycerides kunnen ontstaan. Het resultaat is zeep dat wordt omschreven als het zout van een organisch zuur, in dit geval natriumstearaat. Het organische zuur (meestal vetzuur genoemd) heeft een hele lange koolstofketen en het merendeel van het stearaat-ion is daarom hydrofoob (lost niet gemakkelijk op in water). Aan het eind bevindt zich een carboxyl radicaal en dat is hydrofiel en wil dus wel gemakkelijk in water oplossen. Dit zorgt er voor dat de ionen zich richten zodat een deel ervan in water is en een ander deel in een vet of olie. Dit zorgt er voor dat water en olie gemakkelijker zijn te mengen. Einde van dit lesje in wassen 😊

Waar wordt een verdunde oplossing van natriumhypochloriet in water meestal thuis bewaard?

Correct! Wrong!

NaOCl is bleek ofschoon de meeste commercieel verkrijgbare bleken ook andere chemicaliën bevatten zoals 3 – 10% natriumhypochloriet. Het is een effectieve vlekkenverwijderaar maar kan ook sommige weefsels aantasten. Het kan wijnvlekken verwijderen van vaste oppervlakten maar ook aanslag uit thee- en koffiekopjes verwijderen. Het heeft een antibacteriële werking en wordt daarom ook gebruikt in toiletreinigers. Natriumhypochloriet moet niet met andere producten worden gemengd omdat er in sommige gevallen giftig chloorgas vrij kan komen.

Vandaag heb ik natriumthiosulfaat gekocht voor een van mijn favoriete hobby's. Welk van onderstaande dingen heb ik ook nodig om een productieve namiddag te hebben?

Correct! Wrong!

Natriumthiosulfaat kan gebruikt worden als fixeermiddel bij de ontwikkeling en het afdrukken van zwart-wit foto’s. De films die gebruikt worden bij zwart-wit fotografie zijn bedekt met een zilverhalide zoals bijvoorbeeld zilverbromide en dat vormt zilveratomen als het wordt blootgesteld aan licht. Als dit proces eenmaal in gang is gezet gaat het zelfs verder als er geen lichtbron meer aanwezig is en uiteindelijk zal de hele film dus zwart worden. Natriumthiosulfaat lost het niet gereageerde zilverhalide op waardoor de reactie wordt gestopt. Dit proces noemen we fixeren. Uiteraard gaat het hier om een ouderwets procedé want je tegenwoordige digitale camera’s werken totaal anders.