Sodio – Proprietà e applicazioni

Formula chimica

Na

Temi trattati

Sfondo
Informazioni di base
Proprietà chiave Proprietà
Eccursione
Isotopi
Produzione del sodio
Aspetti della salute
Applicazioni

Sfondo

Il carbonato di sodio o soda (Na2CO3) era il composto di sodio più popolare nei tempi antichi. La soda era chiamata natron dagli egiziani e più tardi, i romani usarono un nome simile per essa, natrium che spiega le origini del suo simbolo chimico Na.

Il sodio ebbe le sue origini da una parola araba Suda, che significa mal di testa poiché la soda era usata a volte per curare il mal di testa. In latino, la parola suda divenne sodanum e da qui il nome sodio si è evoluto.

All’inizio del 1800, Davy scoprì un modo di estrarre gli elementi attivi dai loro composti. Nel 1807, preparò il sodio tramite l’elettrolisi della soda caustica (NaOH).

Informazioni di base

Le informazioni di base sul sodio sono elencate nella tabella 1.

Tabella 1. Proprietà di base del sodio

Proprietà chiave

Le proprietà chiave del sodio sono:

• È altamente reattivo, reagisce in modo esplosivo con l’acqua
• È un metallo bianco-argento dall’aspetto ceroso
• È morbido con una superficie lucida e brillante, tuttavia quando il sodio reagisce con l’ossigeno nell’aria diventa opaco a causa della formazione di una pellicola di ossido di sodio (Na2O)
• La densità del sodio è leggermente inferiore a quella dell’acqua
• È un buon conduttore di elettricità
• Reagisce con l’ossigeno a temperatura ambiente
• Al riscaldamento, brucia molto rapidamente, bruciando con una fiamma brillante giallo-oro
• Reagisce con gli acidi per produrre idrogeno gassoso
• Si dissolve nel mercurio formando un amalgama di sodio

Evento

Il sodio non si trova come elemento libero in natura. È altamente attivo soprattutto con l’acqua e l’ossigeno, quindi si presenta sempre come parte di un composto. La fonte di sodio più comune sulla Terra è l’halite.

L’alite è cloruro di sodio quasi puro (NaCl) ed è anche conosciuta come salgemma. L’halite può essere trovata in depositi sotterranei, che si sono formati quando gli antichi oceani sono evaporati lasciando cloruro di sodio così come letti di laghi secchi con grandi depositi situati negli Stati Uniti, Regno Unito, Francia, Germania, Cina e India.

Isotopi

Il sodio-23 è l’unico isotopo naturale del sodio.

Anche se esistono sei isotopi radioattivi del sodio, solo due hanno un significato commerciale. Questi sono descritti qui sotto:

• Il sodio 22 e il sodio 24 sono due isotopi radioattivi del sodio, che sono usati in applicazioni mediche. Il sodio 24 è usato come tracciante elettrolitico per seguire il percorso del sodio nel corpo di una persona per vedere se i suoi livelli di assorbimento sono nella norma, mentre il sodio 22 è usato nella medicina nucleare per la tomografia a emissione di positroni.
• Il sodio -24 può anche essere usato in applicazioni non mediche. Per esempio, è usato per il controllo delle perdite nelle condutture industriali. A causa del limitato potere di penetrazione della radiazione del sodio, i rivelatori sono in grado di rilevare il sodio radioattivo solo nei punti di perdita. Il sodio 24 è anche adatto a questa applicazione a causa della sua breve emivita di appena 15 ore.

Produzione del sodio

Il sodio metallico è prodotto dall’elettrolisi di una miscela di cloruro di sodio e cloruro di calcio (CaCl2) usando il processo di Down. Il carbonato di calcio è aggiunto per abbassare il punto di fusione della miscela a circa 600°C.

Quando una corrente elettrica passa attraverso la miscela fusa, il NaCl si decompone e il sodio è attratto verso il catodo. Sale in superficie a causa della sua bassa densità e può essere spillato. Sebbene anche il calcio sia prodotto, non si mescola con il sodio a causa della sua densità molto più alta di 2.54g/cc.

Aspetti della salute

Il sodio ha parecchie funzioni importanti per gli uomini, gli animali e le piante. Negli esseri umani, il sodio controlla la quantità di liquido presente nelle cellule. Una mancanza o un eccesso di sodio può far sì che le cellule guadagnino o perdano acqua. Il verificarsi di uno di questi cambiamenti può impedire alle cellule di svolgere le loro funzioni normali.

Un certo numero di composti del sodio sono pericolosi come cancerogeni e come tossine negli animali e nelle piante. Allo stesso tempo è impossibile vivere senza molti dei composti fatti di sodio.

Applicazioni

Le applicazioni del sodio includono:

• E’ occasionalmente usato come mezzo di scambio termico nelle centrali nucleari. Il sodio liquido è sigillato in tubi che circondano il nucleo del reattore. Il calore generato è assorbito dal sodio e forzato attraverso i tubi in uno scambiatore di calore che può essere usato per generare elettricità.
• Il sodio è usato per fare metalli come il titanio. Il sodio è fatto reagire con il tetracloruro di titanio (TiCl4) per produrre titanio.
• Il sodio è usato come catalizzatore per fare la gomma artificiale.
• Una corrente elettrica e il vapore di sodio si combinano per formare un bagliore giallastro. Questo principio è usato per la fabbricazione di lampade a vapore di sodio.
  • Le lampade a vapore di sodio ad alta pressione usano il mercurio che offre una resa naturale del colore della luce
  • Le lampade a vapore di sodio a bassa pressione usano una piccola quantità di sodio insieme al neon, rendendo la luce sia brillante che economica