Sodík – vlastnosti a aplikace

Chemický vzorec

Na

Probíraná témata

Pozadí
Základní informace
Klíčové informace Vlastnosti
Výskyt
Izotopy
Výroba sodíku
Zdravotní aspekty
Použití

Základní informace

Uhličitan sodný neboli soda (Na2CO3) byl ve starověku nejoblíbenější sloučeninou sodíku. Egypťané nazývali sodu natron a později pro ni Římané používali podobný název natrium, což vysvětluje původ její chemické značky Na.

Soda měla svůj původ v arabském slově Suda, což znamená bolest hlavy, protože soda se někdy používala k léčbě bolesti hlavy. V latině se ze slova suda stalo sodanum a odtud se vyvinul název sodík.

Na počátku 19. století Davy objevil způsob, jak extrahovat účinné prvky z jejich sloučenin. V roce 1807 připravil sodík elektrolýzou žíravé sody (NaOH).

Základní informace

Základní informace o sodíku jsou uvedeny v tabulce č. 1.

Tabulka č. 1. Základní vlastnosti sodíku

Klíčové vlastnosti

Klíčové vlastnosti sodíku jsou:

• Je vysoce reaktivní, s vodou reaguje výbušně
• Je to stříbřitě bílý kov voskovitého vzhledu
• Je měkký s jasně lesklým povrchem, při reakci sodíku s kyslíkem na vzduchu však matní v důsledku vzniku vrstvy oxidu sodného (Na2O)
• Hustota sodíku je o něco menší než hustota vody
• Je dobrým vodičem elektřiny
• Při pokojové teplotě reaguje s kyslíkem
• Při zahřívání, velmi rychle hoří a hoří zářivým zlatožlutým plamenem
• Reaguje s kyselinami za vzniku plynného vodíku
• Rozpouští se ve rtuti a vytváří amalgám sodíku

Výskyt

Sodík se v přírodě jako volný prvek nevyskytuje. Je velmi aktivní zejména s vodou a kyslíkem, proto se vždy vyskytuje jako součást sloučeniny. Nejběžnějším zdrojem sodíku v Zemi je halit.

Halit je téměř čistý chlorid sodný (NaCl) a je známý také jako kamenná sůl. Halit se nachází v podzemních ložiscích, která vznikla při vypařování dávných oceánů a zanechala chlorid sodný, a také ve vyschlých jezerních dnech, jejichž velká ložiska se nacházejí v USA, Velké Británii, Francii, Německu, Číně a Indii.

Izotopy

Sodík-23 je jediný přirozeně se vyskytující izotop sodíku.

Ačkoli existuje šest radioaktivních izotopů sodíku, pouze dva z nich mají komerční význam. Ty jsou popsány níže:

• Sodík 22 a sodík 24 jsou dva radioaktivní izotopy sodíku, které se používají v lékařství. Sodík 24 se používá jako elektrolytový stopovač, který sleduje cestu sodíku v těle člověka, aby se zjistilo, zda jsou hladiny jeho příjmu v normě, zatímco sodík 22 se používá při zobrazování v nukleární medicíně pro pozitronovou emisní tomografii.
• Sodík -24 lze také použít v nemedicínských aplikacích. Používá se například pro testování těsnosti průmyslových potrubí. Vzhledem k omezené pronikavé síle sodíkového záření jsou detektory schopny detekovat radioaktivní sodík pouze v místech úniku. Sodík 24 je pro tuto aplikaci vhodný také díky svému krátkému poločasu rozpadu, který činí pouhých 15 hodin.

Výroba sodíku

Kovový sodík se vyrábí elektrolýzou směsi chloridu sodného a chloridu vápenatého (CaCl2) pomocí Downova procesu. Uhličitan vápenatý se přidává proto, aby se teplota tání směsi snížila na přibližně 600 °C.

Při průchodu elektrického proudu roztavenou směsí se NaCl rozkládá, přičemž sodík je přitahován ke katodě. Ten díky své nízké hustotě vystoupí na povrch a může být odčerpán. Ačkoli vzniká také vápník, nemísí se se sodíkem kvůli své mnohem vyšší hustotě 2,54 g/cc.

Zdravotní aspekty

Sodík má několik důležitých funkcí je člověka, zvířat a rostlin. U člověka sodík řídí množství tekutin přítomných v buňkách. Nedostatek nebo nadbytek sodíku může vést k tomu, že buňky získávají nebo ztrácejí vodu. Výskyt některé z těchto změn může buňkám zabránit ve vykonávání jejich normálních funkcí.

Řada sloučenin sodíku je pro zvířata a rostliny nebezpečná jako karcinogeny a jako toxiny. Zároveň se bez mnoha sloučenin tvořených sodíkem nedá žít.

Použití

Mezi aplikace sodíku patří:

• Příležitostně se používá jako teplosměnné médium v jaderných elektrárnách. Kapalný sodík se uzavírá do potrubí obklopujícího aktivní zónu reaktoru. Vzniklé teplo je absorbováno sodíkem a vytlačováno trubkami ve výměníku tepla, který může být využit k výrobě elektřiny.
• Sodík se používá při výrobě kovů, například titanu. Sodík se vyrábí reakcí s tetrachloridem titaničitým (TiCl4) za vzniku titanu.
• Sodík se používá jako katalyzátor k výrobě umělého kaučuku.
• Spojením elektrického proudu a sodíkových par vzniká nažloutlá záře. Na tomto principu se vyrábějí sodíkové výbojky.
  • Vysokotlaké sodíkové výbojky používají rtuť, která nabízí přirozené barevné podání světla
  • Nízkotlaké sodíkové výbojky používají malé množství sodíku spolu s neonem, díky čemuž je světlo jasné a úsporné

.