sodiu Este un metal alcalin din grupa 1 a tabelului periodic. Numărul său atomic este 11 și este reprezentat de simbolul chimic Na. Este un metal ușor, mai puțin dens decât apa, de culoare alb-argintiu care devine gri când este expus la aer; de aceea este stocat în parafine sau gaze nobile.
În plus, este un metal moale care poate fi tăiat cu un cuțit și devine fragil la temperaturi scăzute. Reacționează exploziv cu apa pentru a forma hidroxid de sodiu și hidrogen gazos; De asemenea, reacționează cu aerul umed și cu umezeala din mâinile goale.
Acest metal se găsește în minerale de sare de rocă, cum ar fi halitul (clorură de sodiu), în saramură și în mare. Clorura de sodiu reprezintă 80% din toate materialele dizolvate în mare, sodiul având o abundență de 1,05%. Este al șaselea element din abundența scoarței terestre.
Analiza spectrelor luminii provenite de la stele a făcut posibilă detectarea prezenței lor în ele, inclusiv a Soarelui. De asemenea, prezența lor în meteoriți a fost determinată.
Sodiul este un bun conductor termic și electric, precum și o mare capacitate de absorbție a căldurii. Experimentează fenomenul fotoelectric, adică este capabil să emită electroni atunci când este iluminat. Când este ars, flacăra sa emite o lumină galbenă intensă..
Sodiul topit acționează ca agent de transfer de căldură, motiv pentru care este utilizat ca agent de răcire în anumite reactoare nucleare. Este, de asemenea, utilizat ca deoxidant și reductor de metal, motiv pentru care a fost utilizat în purificarea metalelor de tranziție, cum ar fi titanul și zirconiul..
Sodiul este principalul factor care contribuie la osmolaritatea compartimentului extracelular și la volumul acestuia. De asemenea, este responsabil pentru generarea de potențiale de acțiune în celulele excitabile și inițierea contracției musculare..
Aportul excesiv de sodiu poate provoca: boli cardiovasculare, risc crescut de accident vascular cerebral, osteoporoză datorată mobilizării calciului osos și afectarea rinichilor.
Indice articol
Omul a folosit compuși de sodiu din cele mai vechi timpuri, în special clorură de sodiu (sare obișnuită) și carbonat de sodiu. Importanța sării este evidențiată de utilizarea cuvântului latin „salarium”, pentru a indica o porție de sare pe care o primeau soldații ca parte a plății lor..
În Evul Mediu s-a folosit un compus de sodiu cu numele latin „sodanum”, care însemna cefalee..
În 1807, Sir Humprey Davy a izolat sodiul prin electroliza hidroxidului de sodiu. Davy a izolat, de asemenea, potasiul, într-un moment în care hidroxidul de sodiu și hidroxidul de potasiu erau considerate substanțe elementare și numite alcalii fixi..
Davy, într-o scrisoare către un prieten, a scris: „Am descompus și recompus alcalii fixi și am descoperit că bazele lor erau două substanțe noi, substanțe foarte inflamabile, asemănătoare metalelor; dar una dintre ele este mai inflamabilă decât cealaltă și foarte reactivă ".
În 1814, Jöns Jakob în sistemul său de simboluri chimice a folosit abrevierea Na pentru cuvântul latin „natrium”, pentru a denumi sodiu. Acest cuvânt provine de la numele egiptean „natron” folosit pentru a se referi la carbonatul de sodiu.
Sodiul metalic cristalizează într-o structură cubică (bcc) centrată pe corp. Prin urmare, atomii săi de Na sunt poziționați pentru a forma cuburi, cu unul situat în centru și fiecare cu opt vecini..
Această structură se caracterizează prin faptul că este cea mai puțin densă dintre toate, ceea ce este de acord cu densitatea redusă a acestui metal; atât de scăzut, încât este alături de litiu și potasiu, singurele metale care pot pluti în apă lichidă (înainte de a exploda, desigur). Masa sa atomică redusă, în raport cu raza sa atomică voluminoasă, contribuie, de asemenea, la această proprietate..
Legătura metalică rezultată, totuși, este destul de slabă și poate fi explicată din configurația electronică:
[Ne] 3s1
Electronii carcasei închise nu participă (cel puțin în condiții normale) la legătura metalică; dar electronul din orbitalul 3s. Atomii de Na se suprapun peste orbitalii lor de 3s pentru a crea o bandă de valență; Și 3p, gol, o bandă de conducere.
Această bandă 3s, fiind pe jumătate plină, precum și datorită densității reduse a cristalului, face forța, guvernată de „marea de electroni”, slabă. În consecință, sodiul metalic poate fi tăiat cu un metal și se topește doar la 98 ° C..
Cristalul de sodiu poate suferi modificări în structura sa atunci când se confruntă cu creșteri ale presiunii; în timp ce atunci când este încălzit, este puțin probabil să sufere tranziții de fază din cauza punctului său de topire scăzut.
Odată ce încep tranzițiile de fază, proprietățile metalului se schimbă. De exemplu, prima tranziție generează o structură cubică centrată pe față (fcc). Astfel, structura rar bcc este compactată la fcc prin apăsarea sodiului metalic.
Poate că acest lucru nu produce o schimbare apreciabilă în proprietățile sodiului, altele decât în densitatea sa. Cu toate acestea, atunci când presiunile sunt foarte mari, alotropii (nu polimorfii deoarece sunt un metal pur) devin în mod surprinzător izolatori și electrizi; adică chiar și electronii sunt fixați în cristal ca anioni și nu circulă liber.
Pe lângă cele de mai sus, se schimbă și culorile lor; sodiul încetează să fie cenușiu pentru a deveni întunecat, roșiatic sau chiar transparent, pe măsură ce presiunile de funcționare cresc.
Având în vedere orbitalul de valență 3s, când sodiul își pierde singurul electron, acesta se transformă rapid în cationul Na.+, care este izoelectronică pentru neon. Adică atât Na+ la fel ca Ne au același număr de electroni. Dacă se presupune prezența Na+ în compus, se spune că numărul său de oxidare este +1.
În timp ce, dacă se întâmplă opusul, adică sodiul câștigă un electron, configurația sa electronică rezultată este [Ne] 3sDouă; acum este izoelectronic cu magneziu, fiind anionul Na- numit soduro. Dacă se presupune prezența Na- în compus, atunci sodiul va avea un număr de oxidare de -1.
Metal ușor moale, ductil, maleabil.
22,989 g / mol.
Sodiul este un metal argintiu ușor. Strălucitor când este tăiat proaspăt, dar își pierde luciul atunci când este pus în contact cu aerul, devenind opac. Moale la temperatură, dar destul de tare la -20 ºC.
880 ºC.
97,82 ºC (aproape 98 ºC).
La temperatura camerei: 0,968 g / cm3.
În stare lichidă (punctul de topire): 0,927 g / cm3.
Insolubil în benzen, kerosen și nafta. Se dizolvă în amoniac lichid, oferind o soluție de culoare albastră. Se dizolvă în mercur formând un amalgam.
Temperatura 802 K: 1 kPa; adică presiunea sa de vapori este considerabil scăzută chiar și la temperaturi ridicate.
Se descompune violent în apă, formând hidroxid de sodiu și hidrogen.
120-125 ºC.
0,680 cP la 100 ºC
192 dieni / cm la punctul de topire.
4.22.
0,93 pe scara Pauling.
Prima ionizare: 495,8 kJ / mol.
A doua ionizare: 4.562 kJ / mol.
A treia ionizare: 6.910,3 kJ / mol.
Ora 186.
166 ± 9 pm.
71 µm (mK) la 26 ° C.
132,3 W / m K până la 293,15 K.
4,77 × 10-8 Ωm la 293 K.
Deoarece sodiul are un număr unic de oxidare de +1, numele compușilor săi, guvernate de nomenclatura stocului, sunt simplificate deoarece acest număr nu este specificat între paranteze și cu cifre romane..
În același mod, numele lor conform nomenclaturii tradiționale se termină cu sufixul -ico.
De exemplu, NaCI este clorură de sodiu conform nomenclaturii stoc, clorura de sodiu (I) fiind eronată. Se mai numește monoclorură de sodiu, conform nomenclaturii sistematice; și clorură de sodiu, conform nomenclaturii tradiționale. Cu toate acestea, numele său cel mai comun este sarea de masă..
Sodiul are o concentrație extracelulară de 140 mmol / L, fiind în formă ionică (Na+). Pentru a menține electroneutralitatea compartimentului extracelular, Na+ este însoțit de anioni clorură (Cl-) și bicarbonat (HCO3-), cu concentrații de 105 mmol / L și respectiv 25 mmol / L.
Cationul Na+ Este componenta osmotică principală și are cea mai mare contribuție la osmolaritatea compartimentului extracelular, în așa fel încât să existe o egalitate de osmolaritate între compartimentele extracelulare și intracelulare care garantează integritatea compartimentului intracelular..
Pe de altă parte, concentrația intracelulară de Na+ este de 15 mmol / L. Deci: De ce concentrațiile de Na extra și intracelulare nu sunt egale?+?
Există două motive pentru care acest lucru nu se întâmplă: a) membrana plasmatică este slab permeabilă la Na+. b) existența pompei de Na+-K+.
Pompa este un sistem enzimatic existent în membrana plasmatică care folosește energia conținută în ATP pentru a elimina trei atomi de Na.+ și introduceți doi K atomi+.
În plus, există un set de hormoni, inclusiv aldosteron, care, prin promovarea reabsorbției renale de sodiu, garantează menținerea concentrației de sodiu extracelular la valoarea sa adecvată. Hormonul antidiuretic ajută la menținerea volumului extracelular.
Celulele excitabile (neuroni și celule musculare) sunt cele care răspund la un stimul adecvat prin formarea unui potențial de acțiune sau a unui impuls nervos. Aceste celule mențin o diferență de tensiune pe membrana plasmatică..
Interiorul celulei este încărcat negativ în raport cu exteriorul celulei în condiții de repaus. Având în vedere un anumit stimul, există o creștere a permeabilității membranei la Na+ iar o cantitate mică de ioni Na intră în celulă+, determinând încărcarea pozitivă a interiorului celulei.
Cele de mai sus sunt ceea ce este cunoscut sub numele de potențial de acțiune, care se poate propaga în întregul neuron și este modul în care informațiile se deplasează prin el..
Când potențialul de acțiune ajunge la celulele musculare, acesta îi stimulează să se contracte prin mecanisme mai mult sau mai puțin complexe..
Pe scurt, sodiul este responsabil pentru producerea potențialelor de acțiune în celulele excitabile și pentru inițierea contracției celulelor musculare..
Sodiul este al șaptelea cel mai abundent element din scoarța terestră, reprezentând 2,8% din acesta. Clorura de sodiu face parte din halitul mineral, care reprezintă 80% din materialele dizolvate din mare. Conținutul de sodiu al mării este de 1,05%.
Sodiul este un element foarte reactiv, motiv pentru care nu se găsește în forma sa nativă sau elementară. Se găsește în minerale solubile precum halita sau în minerale insolubile precum criolitul (fluorură de sodiu-aluminiu).
Pe lângă mare, în general, Marea Moartă se caracterizează prin faptul că are o concentrație foarte mare de săruri și minerale diferite, în special clorură de sodiu. Marele Lac Sărat din Statele Unite are, de asemenea, o concentrație ridicată de sodiu.
Clorura de sodiu se găsește aproape pură în halitul mineral, prezent în mare și în structurile de rocă. Sarea de rocă sau minerală este mai puțin pură decât halita, găsită în zăcămintele minerale din Marea Britanie, Franța, Germania, China și Rusia.
Sarea este extrasă din depozitele sale stâncoase prin fragmentarea rocilor, urmată de un proces de purificare a sării. Alteori, apa este introdusă în rezervoarele de sare pentru ao dizolva și a forma o saramură, care este apoi pompată la suprafață..
Sarea se obține din mare în bazine puțin adânci cunoscute sub numele de saline, prin evaporare solară. Sarea obținută în acest mod se numește sare de dafin sau sare de mare..
Sodiul a fost produs prin reducerea carbotermică a carbonatului de sodiu efectuată la 1.100 ° C. În prezent, este produsă prin electroliza clorurii de sodiu topit, utilizând celula Downs.
Cu toate acestea, deoarece clorura de sodiu topită are un punct de topire de ~ 800 ° C, se adaugă clorură de calciu sau carbonat de sodiu pentru a reduce punctul de topire la 600 ° C..
În camera Downs, catodul este realizat din fier în formă circulară, în jurul unui anod de carbon. Produsele de electroliză sunt separate printr-o plasă de oțel pentru a preveni intrarea în contact a produselor de electroliză: sodiu elementar și clor..
La anod (+) are loc următoarea reacție de oxidare:
2 Cl- (l) → ClDouă (g) + 2 e-
Între timp, la catod (-) apare următoarea reacție de reducere:
2 Na+ (l) + 2 e- → 2 Na (l)
Este foarte reactiv în aer în funcție de umiditatea sa. Reacționează pentru a forma un film de hidroxid de sodiu, care poate absorbi dioxidul de carbon și, în cele din urmă, poate forma bicarbonat de sodiu..
Se oxidează în aer pentru a forma monoxid de sodiu (NaDouăSAU). În timp ce superoxidul de sodiu (NaODouă) se prepară încălzind sodiul metalic la 300 ° C cu oxigen de înaltă presiune.
În stare lichidă, se aprinde la 125 ° C, producând un fum alb iritant, capabil să provoace tuse. La fel, reacționează viguros cu apă pentru a produce hidroxid de sodiu și hidrogen gazos, provocând explozivitatea reacției. Această reacție este puternic exotermă..
Na + HDouăO → NaOH + 1/2 HDouă (3.367 kilocalorii / mol)
Acizii halogenați, cum ar fi acidul clorhidric, reacționează cu sodiul pentru a forma halogenurile corespunzătoare. Între timp, reacția sa cu acidul azotic generează azotat de sodiu; iar cu acid sulfuric, generează sulfat de sodiu.
Na reduce oxizii metalelor de tranziție, producând metalele corespunzătoare prin eliberarea lor din oxigen. De asemenea, sodiul reacționează cu halogenurile metalelor de tranziție, provocând deplasarea metalelor pentru a forma clorură de sodiu și eliberarea metalelor..
Această reacție a servit la obținerea de metale de tranziție, inclusiv titan și tantal..
Sodiul reacționează lent cu amoniac lichid la temperatură scăzută pentru a forma sodamidă (NaNHDouă) și hidrogen.
Na + NH3 → NaNHDouă + 1/2 HDouă
Amoniacul lichid servește ca solvent pentru reacția sodiului cu diferite metale, inclusiv arsenic, telur, antimoniu și bismut..
Reacționează cu alcooli pentru a produce alcoolați sau alcoxizi:
Na + ROH → RONa + 1/2 HDouă
Produce deshalogenarea compușilor organici, provocând o dublare a numărului de atomi de carbon ai compusului:
2 Na + 2 RCI → R-R + 2 NaCI
Octanul poate fi produs prin deshalogenarea bromurii de butan cu sodiu.
Sodiul poate reacționa cu alte metale alcaline pentru a forma un eutectic: un aliaj care se formează la temperaturi mai scăzute decât componentele sale; de exemplu, NaK care are un procent de K de 78%. De asemenea, sodiul formează aliaje cu beriliu cu un procent mic din primul.
Metalele prețioase precum aurul, argintul, platina, paladiul și iridiul, precum și metalele albe precum plumbul, staniul și antimoniul formează aliaje cu sodiu lichid..
Este un metal care reacționează intens cu apa. Prin urmare, contactul cu țesuturile umane acoperite cu apă poate provoca daune grave. Produce arsuri severe prin contactul cu pielea și ochii.
De asemenea, dacă este înghițit, poate provoca perforația esofagului și a stomacului. Cu toate acestea, deși aceste leziuni sunt grave, doar o mică parte din populație este expusă acestora..
Cele mai mari daune pe care le poate provoca sodiul se datorează aportului excesiv al acestuia în alimente sau băuturi făcute de oameni.
Corpul uman necesită un aport de sodiu de 500 mg / zi, pentru a-și îndeplini funcția în conducerea nervului, precum și în contracția musculară.
Dar, de obicei, o cantitate mult mai mare de sodiu este ingerată în dietă, ceea ce produce o creștere a concentrației plasmatice și sanguine a acestuia.
Acest lucru poate provoca hipertensiune arterială, boli cardiovasculare și accident vascular cerebral..
Hipernatremia este, de asemenea, asociată cu generarea de osteoporoză prin inducerea unui flux de calciu din țesutul osos. Rinichii au probleme cu menținerea unei concentrații normale de sodiu în plasmă, în ciuda aportului excesiv, care poate duce la afectarea rinichilor.
Este utilizat în metalurgie ca agent de dezoxidare și reducere la prepararea calciului, zirconiului, titanului și a altor metale. De exemplu, reduce tetraclorura de titan (TiCl4) pentru a produce titan metalic.
Sodiul topit este utilizat ca agent de transfer de căldură, motiv pentru care este utilizat ca agent de răcire în unele reactoare nucleare.
Este utilizat ca materie primă la fabricarea laurilsulfatului de sodiu, principalul ingredient al detergentului sintetic. Este, de asemenea, implicat în fabricarea de polimeri precum nylonul și compuși precum cianura și peroxidul de sodiu. De asemenea, în producția de coloranți și sinteza parfumurilor.
Sodiul este utilizat în purificarea hidrocarburilor și în polimerizarea hidrocarburilor insolubile. Este, de asemenea, utilizat în multe reduceri organice. Dizolvat în amoniac lichid este utilizat pentru a reduce alchinele în transalchenă.
Lămpile cu vapori de sodiu sunt construite pentru iluminatul public din orașe. Acestea oferă o culoare galbenă, similară cu cea observată atunci când sodiul este ars în brichete..
Sodiul acționează ca un desicant care oferă o culoare albastră în prezența benzofenonei, indicând faptul că produsul în procesul de uscare a atins uscarea dorită.
Se folosește pentru condimentarea și conservarea alimentelor. Electroliza clorurii de sodiu produce hipoclorit de sodiu (NaOCl), utilizat la curățarea gospodăriei ca clor. În plus, este utilizat ca înălbitor industrial pentru hârtie și pastă textilă sau în dezinfectarea apei..
Hipocloritul de sodiu este utilizat în anumite preparate medicinale ca antiseptic și fungicid..
Carbonatul de sodiu este utilizat la fabricarea de ochelari, detergenți și detergenți. Carbonatul de sodiu monohidrat este utilizat în fotografie ca componentă de dezvoltare.
Bicarbonatul de sodiu este o sursă de dioxid de carbon. Din acest motiv, este utilizat la praf de copt, la săruri și băuturi efervescente și, de asemenea, la stingătoarele chimice uscate. Este, de asemenea, utilizat în procesul de bronzare și preparare a lânii.
Bicarbonatul de sodiu este un compus alcalin, utilizat în tratamentul medicamentos al hiperacidității gastrice și urinare.
Se utilizează la fabricarea hârtiei kraft, a cartonului, a sticlei și a detergenților. Tiosulfatul de sodiu este utilizat în fotografie pentru a corecta negativele și amprentele dezvoltate..
Denumită în mod obișnuit sodă caustică sau leșie, este utilizată în neutralizarea acizilor din rafinarea petrolului. Reacționează cu acizii grași la prepararea săpunului. În plus, este utilizat în tratamentul celulozei.
Este folosit ca îngrășământ care furnizează azot, fiind o componentă a dinamitei.
Nimeni nu a comentat acest articol încă.