Sód – Właściwości i Zastosowania

Skład chemiczny

Na

Przedstawione tematy

Podstawowe informacje
Kluczowe Właściwości
Występowanie
Izotopy
Produkcja sodu
Aspekty zdrowotne
Zastosowanie

Tło

Węglan sodu lub soda (Na2CO3) był najbardziej popularnym związkiem sodu w czasach starożytnych. Soda była nazywana natron przez Egipcjan, a później Rzymianie używali podobnej nazwy dla niego, natrium, co wyjaśnia pochodzenie jego symbolu chemicznego Na.

Sód miał swoje pochodzenie od arabskiego słowa Suda, co oznacza ból głowy, jak soda była używana czasami do leczenia bólu głowy. W języku łacińskim słowo suda stało się sodanum i stąd nazwa sód ewoluowała.

Na początku 1800 roku Davy odkrył sposób ekstrakcji aktywnych pierwiastków z ich związków. W 1807 roku przygotował sód przez elektrolizę sody kaustycznej (NaOH).

Podstawowe informacje

Podstawowe informacje o sodzie są wymienione w tabeli 1.

Tabela 1. Podstawowe właściwości sodu

Kluczowe właściwości

Kluczowe właściwości sodu to:

• Jest wysoce reaktywny, reaguje wybuchowo z wodą
• Jest srebrzystobiałym metalem mającym woskowy wygląd
• Jest miękki o jasnej błyszczącej powierzchni,
• Gęstość sodu jest nieco mniejsza niż wody
• Jest dobrym przewodnikiem elektryczności
• Reaguje z tlenem w temperaturze pokojowej
• Podczas ogrzewania,
• Reaguje z kwasami tworząc gazowy wodór
• Rozpuszcza się w rtęci tworząc amalgamat sodu

Występowanie

Sodu nie można znaleźć jako wolnego pierwiastka w przyrodzie. Jest bardzo aktywny zwłaszcza z wodą i tlenem, stąd zawsze występuje jako część związku. Najczęstszym źródłem sodu w Ziemi jest halit.

Halit jest prawie czystym chlorkiem sodu (NaCl) i jest również znany jako sól kamienna. Halit można znaleźć w podziemnych złożach, które powstały, gdy starożytne oceany wyparowały pozostawiając chlorek sodu, jak również w suchych pokładach jezior z dużymi złożami zlokalizowanymi w USA, Wielkiej Brytanii, Francji, Niemczech, Chinach i Indiach.

Izotopy

Sód-23 jest jedynym naturalnie występującym izotopem sodu.

Ale istnieje sześć radioaktywnych izotopów sodu, tylko dwa mają jakiekolwiek znaczenie handlowe. Są one opisane poniżej:

• Sód 22 i sód 24 są dwoma radioaktywnymi izotopami sodu, które są wykorzystywane w zastosowaniach medycznych. Sód 24 jest używany jako znacznik elektrolitów do śledzenia drogi, jaką sód pokonuje w organizmie danej osoby, aby sprawdzić, czy jego poziom wchłaniania mieści się w normalnym zakresie, podczas gdy sód 22 jest używany w obrazowaniu medycyny nuklearnej do pozytonowej tomografii emisyjnej.
• Sód -24 może być również wykorzystywany w zastosowaniach niemedycznych. Na przykład, jest on używany do badania szczelności w rurociągach przemysłowych. Ze względu na ograniczoną siłę przenikania promieniowania sodu, detektory są w stanie wykryć radioaktywny sód tylko w miejscach nieszczelności. Sód 24 jest również odpowiedni do tego zastosowania ze względu na jego krótki okres połowicznego zaniku wynoszący zaledwie 15 godzin.

Produkcja sodu

Metaliczny sód jest produkowany przez elektrolizę mieszaniny chlorku sodu i chlorku wapnia (CaCl2) przy użyciu procesu Downa. Węglan wapnia jest dodawany w celu obniżenia temperatury topnienia mieszaniny do około 600°C.

Gdy prąd elektryczny jest przepuszczany przez stopioną mieszaninę, NaCl rozkłada się z sodu jest przyciągany do katody. Ze względu na niską gęstość wznosi się on na powierzchnię i może zostać odciągnięty. Chociaż wapń jest również produkowany, nie miesza się z sodem z powodu jego znacznie większej gęstości 2.54g/cc.

Aspekty zdrowotne

Sód ma kilka ważnych funkcji jest ludzi, zwierząt i roślin. U ludzi, sód kontroluje ilość płynu obecnego w komórkach. Brak lub nadmiar sodu może spowodować, że komórki zyskują lub tracą wodę. Wystąpienie którejkolwiek z tych zmian może uniemożliwić komórkom wykonywanie ich normalnych funkcji.

Liczba związków sodu jest niebezpieczna jako czynniki rakotwórcze i jako toksyny u zwierząt i roślin. Jednocześnie niemożliwe jest życie bez wielu związków otrzymywanych z sodu.

Zastosowania

Zastosowania sodu obejmują:

• Od czasu do czasu jest on stosowany jako czynnik wymiany ciepła w elektrowniach jądrowych. Ciekły sód jest zamknięty w rurach otaczających rdzeń reaktora. Wytworzone ciepło jest absorbowane przez sód i przepychane przez rury w wymienniku ciepła, który może być wykorzystany do wytwarzania energii elektrycznej.
• Sód jest używany w produkcji metali, takich jak tytan. Sód jest wykorzystywany do reakcji z czterochlorkiem tytanu (TiCl4) w celu otrzymania tytanu.
• Sód jest używany jako katalizator do produkcji sztucznego kauczuku.
• Prąd elektryczny i para sodu łączą się, tworząc żółtawą poświatę. Zasada ta jest wykorzystywana do produkcji lamp sodowych.
  • Wysokociśnieniowe lampy sodowe wykorzystują rtęć, która oferuje naturalne oddawanie barw światła
  • Niskociśnieniowe lampy sodowe wykorzystują niewielką ilość sodu wraz z neonem, dzięki czemu światło jest zarówno jasne, jak i ekonomiczne

.