Sodium dans la nature (2,6% dans la croûte terrestre). caractéristiques du sodium. Formule sodique

Le sodium (du latin Natrium, désigné par le symbole Na) est un élément de numéro atomique 11 et de poids atomique 22,98977. C'est un élément du sous-groupe principal du premier groupe, la troisième période système périodiqueéléments chimiques de Dmitri Ivanovitch Mendeleïev. Une substance simple le sodium est molle, fusible (tmelt 97,86°C), plastique, légère (densité 0,968 g/cm3), métal alcalin blanc argenté.

Le sodium naturel est constitué d'un seul isotope avec un nombre de masse de 23. Au total, 15 isotopes et 2 isomères nucléaires sont actuellement connus. La plupart des isotopes radioactifs produits artificiellement ont une demi-vie inférieure à une minute. Seuls deux isotopes ont une demi-vie relativement longue : le 22Na, qui émet des positrons avec une demi-vie de 2,6 ans, qui est utilisé comme source de positrons et dans recherche scientifique et le 24Na de demi-vie de 15 heures, utilisé en médecine pour le diagnostic et le traitement de certaines formes de leucémie.

Le sodium sous forme de divers composés est connu depuis l'Antiquité. Le chlorure de sodium (NaCl) ou sel de table est l'un des composés vitaux les plus importants, on pense qu'il est devenu connu de l'homme au néolithique, c'est-à-dire qu'il s'avère que l'humanité utilise le chlorure de sodium depuis plus de six mille ans ! À l'Ancien Testament il est fait mention d'une substance appelée "neter", elle était utilisée comme détergent. Très probablement - il s'agit de soude, de carbonate de sodium, que l'on trouve dans les eaux des lacs salés d'Égypte.

Au XVIIIe siècle, les chimistes connaissaient déjà un grand nombre de composés du sodium ; les sels de ce métal étaient largement utilisés en médecine et dans l'industrie textile (pour la teinture des tissus et le tannage du cuir). Cependant, le sodium métallique n'a été obtenu qu'en 1807 par le chimiste anglais Humphry Davy.

Les principaux domaines d'application du sodium sont l'ingénierie nucléaire, la métallurgie et l'industrie de la synthèse organique. Dans l'ingénierie de l'énergie nucléaire, le sodium et son alliage avec le potassium sont utilisés comme liquides de refroidissement métalliques. En métallurgie, un certain nombre de métaux réfractaires sont obtenus par la méthode du sodium métallique ; en réduisant KOH avec du sodium, le potassium est isolé. De plus, le sodium est utilisé comme additif qui renforce les alliages de plomb. Dans l'industrie de la synthèse organique, le sodium est utilisé dans la production de nombreuses substances. Le sodium agit comme catalyseur dans la préparation de certains polymères organiques. Les composés de sodium les plus importants sont l'oxyde de sodium Na2O, le peroxyde de sodium Na2O2 et l'hydroxyde de sodium NaOH. Le peroxyde de sodium est utilisé pour le blanchiment des tissus, pour la régénération de l'air dans les pièces isolées. L'hydroxyde de sodium est l'un des produits les plus importants de l'industrie chimique de base. En quantités colossales, il est consommé pour purifier les produits du raffinage du pétrole. De plus, l'hydroxyde de sodium est largement utilisé dans les industries du savon, du papier, du textile et autres, ainsi que dans la production de fibres artificielles.

Le sodium est l'un des éléments les plus importants impliqués dans le métabolisme minéral des animaux et des humains. Dans le corps humain, le sodium sous forme de sels solubles (chlorure, phosphate, bicarbonate) se trouve principalement dans les fluides extracellulaires - plasma sanguin, lymphe, sucs digestifs. La pression osmotique du plasma sanguin est maintenue à niveau requis principalement due au chlorure de sodium.

Les symptômes d'une carence en sodium sont une perte de poids, des vomissements, la formation de gaz dans le tractus gastro-intestinal et une mauvaise absorption des acides aminés et des monosaccharides. Une carence prolongée provoque des crampes musculaires et des névralgies. Un excès de sodium provoque un gonflement des jambes et du visage, ainsi qu'une augmentation de l'excrétion de potassium dans les urines.

Propriétés biologiques

Le sodium appartient au groupe des macroéléments qui, avec les microéléments, jouent un rôle important dans le métabolisme minéral des animaux et des humains. Les macronutriments se trouvent dans le corps en quantités importantes, en moyenne de 0,1 à 0,9 % du poids corporel. La teneur en sodium dans le corps d'un adulte est de 55 à 60 g pour 70 kg de poids corporel. L'élément numéro onze est principalement contenu dans les fluides extracellulaires: dans le sang - 160-240 mg, dans le plasma - 300-350 mg, dans les érythrocytes - 50-130 mg. Os contient jusqu'à 180 mg de sodium, l'émail des dents est beaucoup plus riche en ce macronutriment - 250 mg. Dans les poumons, il concentre jusqu'à 250 mg, dans le cœur 185 mg de sodium. Le tissu musculaire contient environ 75 mg de sodium.

La fonction principale du sodium dans le corps des humains, des animaux et même des plantes est de maintenir l'équilibre eau-sel dans les cellules, de réguler la pression osmotique et l'équilibre acido-basique. Pour cette raison, la teneur en sodium des cellules végétales est assez élevée (environ 0,01% poids humide), le sodium crée une forte pression osmotique dans la sève des cellules et aide ainsi à extraire l'eau du sol. Chez l'homme et l'animal, le sodium est responsable de la normalisation de l'activité neuromusculaire (participe à la conduction normale de l'influx nerveux) et maintient le nécessaire minéraux dissous dans le sang. En général, le rôle du sodium dans la régulation du métabolisme est beaucoup plus large, car cet élément est nécessaire pour croissance normale et l'état du corps. Le sodium joue le rôle d'un "courrier", délivrant diverses substances à chaque cellule, par exemple la glycémie. Il prévient l'apparition de chaleur ou d'insolation et a également un effet vasodilatateur prononcé.

Le sodium interagit activement avec d'autres éléments, de sorte qu'avec le chlore, ils empêchent la fuite de liquide des vaisseaux sanguins dans les tissus adjacents. Cependant, le principal "partenaire" du sodium est le potassium, en coopération avec lequel il remplit la plupart des fonctions ci-dessus. La dose quotidienne optimale de sodium pour les enfants est de 600 à 1 700 milligrammes, pour les adultes de 1 200 à 2 300 milligrammes. En équivalent sel de table (la source de sodium la plus populaire et la plus abordable), cela correspond à 3 à 6 grammes par jour (100 grammes de sel de table contiennent 40 grammes de sodium). Les besoins quotidiens en sodium dépendent principalement de la quantité de sels perdus avec la sueur et peuvent atteindre jusqu'à 10 grammes de NaCl. Le sodium se trouve dans presque tous les aliments (une quantité importante dans le pain de seigle, les œufs de poule, le fromage à pâte dure, le bœuf et le lait), mais le corps en reçoit la majeure partie du sel de table. L'assimilation du onzième élément se fait principalement au niveau de l'estomac et de l'intestin grêle, la vitamine D contribue à une meilleure absorption du sodium. Dans le même temps, les aliments riches en protéines et surtout salés peuvent entraîner des difficultés d'absorption. La concentration d'ions sodium dans le corps est régulée principalement par l'hormone du cortex surrénalien - l'aldostérone, les reins retiennent ou excrètent du sodium, selon qu'une personne abuse ou reçoit moins de sodium. Pour cette raison, dans des conditions normales conditions externes et le bon fonctionnement des reins, ni carence ni surplus de sodium ne peuvent survenir. Le manque de cet élément peut se produire avec un certain nombre de régimes végétariens. De plus, les personnes exerçant des activités physiques intenses et les athlètes subissent de fortes pertes de sodium avec la sueur. Une carence en sodium est également possible avec divers empoisonnements, accompagnés de transpiration abondante, de vomissements et de diarrhée. Cependant, ce déséquilibre est facilement corrigé. eau minérale, avec lequel le corps reçoit non seulement du sodium, mais également une certaine quantité d'autres sels minéraux (potassium, chlore et lithium).

Avec un manque de sodium (hyponatrémie), des symptômes tels qu'une perte d'appétit, une diminution des sensations gustatives, des crampes d'estomac, des nausées, des vomissements, la formation de gaz se produisent, à la suite de tout cela - une perte de poids sévère. Une carence prolongée provoque des crampes musculaires et des névralgies : le patient peut éprouver des difficultés d'équilibre lors de la marche, des vertiges et de la fatigue, et un état de choc peut survenir. Les symptômes d'une carence en sodium comprennent également des problèmes de mémoire, des changements d'humeur soudains et la dépression.

Un excès de sodium provoque une rétention d'eau dans le corps, ce qui entraîne une augmentation de la densité sanguine, donc une augmentation de la pression artérielle (hypertension), des œdèmes et des maladies vasculaires. De plus, un excès de sodium entraîne une augmentation de l'excrétion de potassium dans les urines. La quantité maximale de sel qui peut être traitée par les reins est d'environ 20 à 30 grammes, une plus grande quantité est déjà mortelle !

En médecine, un grand nombre de préparations de sodium sont utilisées, les plus couramment utilisées sont le sulfate de sodium, le chlorure (pour la perte de sang, la perte de liquide, les vomissements); thiosulfate Na2S2O3∙5H2O (agent anti-inflammatoire et antitoxique) ; borate Na2B4O7∙10H2O (antiseptique); bicarbonate NaHCO3 (comme expectorant, ainsi que pour le lavage et le rinçage avec rhinite, laryngite).

Sel de table - un assaisonnement indispensable et précieux pour la nourriture était connu dans les temps anciens. Aujourd'hui, le chlorure de sodium est un produit bon marché, avec le charbon, le calcaire et le soufre, c'est l'un des «quatre grands» minéraux, le plus important pour l'industrie chimique. Mais il y avait des moments où le prix du sel était égal à celui de l'or. Ainsi, par exemple, dans la Rome antique, les légionnaires recevaient souvent des salaires non pas avec de l'argent, mais avec du sel, d'où le mot soldat. À Rus de Kiev le sel provenait de la région des Carpates, ainsi que des lacs salés et des estuaires de la rivière Noire et Mers d'Azov. Son extraction et sa livraison coûtaient si cher que lors des fêtes solennelles, il n'était servi que sur les tables des seuls invités nobles, tandis que le reste se dispersait "sans salé". Même après l'annexion du royaume d'Astrakhan avec ses lacs salins de la mer Caspienne à la Russie, le prix du sel n'a pas diminué, ce qui a provoqué le mécontentement des segments les plus pauvres de la population, qui s'est transformé en un soulèvement connu sous le nom d'émeute du sel. (1648). Pierre I en 1711 a introduit un monopole sur le commerce du sel en tant que matière première stratégiquement importante, le droit exclusif de commerce du sel pour l'État a duré jusqu'en 1862. Jusqu'à présent, l'ancienne tradition a été préservée pour accueillir les invités avec "du pain et du sel", ce qui signifiait partager la chose la plus chère de la maison.

Tout le monde connaît l'expression : « Pour connaître une personne, il faut manger une livre de sel avec elle », mais peu de gens ont réfléchi au sens de cette phrase. On estime qu'une personne consomme jusqu'à 8 kilogrammes de chlorure de sodium par an. Il s'avère que l'expression populaire n'implique qu'un an - après tout, un poud de sel (16 kg) peut être consommé pendant cette période.

La conductivité électrique du sodium est trois fois inférieure à celle du cuivre. Cependant, le sodium est neuf fois plus léger, donc les fils de sodium, s'ils existaient, seraient moins chers que les fils de cuivre. Certes, il existe des barres d'acier remplies de sodium conçues pour les courants élevés.

On estime que le sel gemme en quantité équivalente à la teneur en chlorure de sodium des océans occuperait un volume de 19 millions de mètres cubes. km (50% de plus que le volume total du continent nord-américain au-dessus du niveau de la mer). Un prisme de ce volume avec une surface de base de 1 km2 peut atteindre la Lune 47 fois ! Le sel extrait des eaux de la mer pourrait couvrir toute la terre le globe une couche de 130 m ! Aujourd'hui, la production totale de chlorure de sodium à partir de l'eau de mer a atteint 6 à 7 millions de tonnes par an, soit environ un tiers de la production mondiale totale.

Lorsque le peroxyde de sodium interagit avec le dioxyde de carbone, un processus inverse à la respiration se produit :

2Na2O2 + 2CO2 → 2Na2CO3 + O2

Au cours de la réaction, le dioxyde de carbone est lié et l'oxygène est libéré. Cette réaction a trouvé une application dans les sous-marins pour la régénération de l'air.

Un fait intéressant a été établi par des scientifiques canadiens. Ils ont découvert que chez les personnes colériques et irritables, le sodium est rapidement excrété par le corps. Chez les personnes calmes et bienveillantes, ainsi que chez celles qui éprouvent Émotions positives, par exemple, chez les amoureux, cette substance est bien absorbée.

Avec l'aide de sodium, à une distance de 113 000 km de la Terre, le 3 janvier 1959, une comète artificielle a été créée en jetant de la vapeur de sodium dans l'espace mondial depuis le plateau du soviétique vaisseau spatial voler vers la lune. La brillante lueur de la comète sodium a permis d'affiner la trajectoire du premier avion, passant le long de la route Terre - Lune.

Les sources contenant de grandes quantités de sodium sont : purifiées sel de mer, qualité sauce soja, diverses saumures, Choucroute, bouillons de viande. En petite quantité, le onzième élément est présent dans chou marin, huîtres, crabes, carottes et betteraves fraîches, chicorée, céleri et pissenlit.

Histoire

Les composés naturels du sodium - le sel de table NaCl et la soude Na2CO3 - sont connus de l'homme depuis l'Antiquité. Les anciens Égyptiens utilisaient de la soude naturelle, extraite des eaux des lacs de soude, pour l'embaumement, le blanchiment des toiles, la cuisson des aliments, la fabrication de peintures et de glacis. Les Égyptiens appelaient ce composé neter, cependant, ce terme désignait non seulement la soude naturelle, mais aussi l'alcali en général, y compris celui obtenu à partir de la cendre végétale. Des sources grecques ultérieures (Aristote, Dioscoride) et romaines (Plutarque) mentionnent également cette substance, mais déjà sous le nom de "nitron". L'ancien historien romain Pline l'Ancien a écrit que dans le delta du Nil, la soude (il l'appelle "nitrum") était isolée de l'eau de la rivière, sous forme de gros morceaux qu'elle mettait en vente. Ayant une grande quantité d'impuretés, principalement du charbon, cette soude avait une couleur grise et parfois même noire. Dans la littérature arabe médiévale, le terme "natron" apparaît, d'où progressivement aux XVIIe-XVIIIe siècles. le terme "natra" est formé, c'est-à-dire la base à partir de laquelle le sel de table peut être obtenu. De "natra" est venu le nom moderne de l'élément.

L'abréviation moderne "Na" et le mot latin "natrium" ont été utilisés pour la première fois en 1811 par Jens Jakob Berzelius, académicien et fondateur de la Société suédoise des médecins, pour désigner les sels minéraux naturels, dont la soude. Ce nouveau terme a remplacé le nom original "sodium", qui a été donné au métal par le chimiste anglais Humphry Davy, qui a été le premier à obtenir du sodium métallique. On pense que Davy a été guidé par le nom latin de soda - "soda", bien qu'il existe une autre hypothèse: en arabe, il existe un mot "suda", qui signifie mal de tête, dans les temps anciens, cette maladie était traitée avec de la soude. Il convient de noter que dans certains pays Europe de l'Ouest(Grande-Bretagne, France, Italie), ainsi qu'aux États-Unis d'Amérique, le sodium est appelé sodium.

Malgré le fait que les composés de sodium sont connus depuis très longtemps, il n'a été possible d'obtenir le métal sous sa forme pure qu'en 1807, par le chimiste anglais Humphry Davy à la suite de l'électrolyse d'hydroxyde de sodium solide légèrement humidifié NaOH. Le fait est que le sodium ne pouvait pas être obtenu par les méthodes chimiques traditionnelles - en raison de la forte activité du métal, alors que la méthode de Davy était en avance sur la pensée scientifique et les développements techniques de l'époque. Au début du 19ème siècle, la seule source de courant réellement applicable et adaptée était une colonne voltaïque. Celui utilisé par Davy avait 250 paires de plaques de cuivre et de zinc. Le procédé décrit par D.I. Mendeleïev, dans l'une de ses œuvres, était extrêmement complexe et énergivore : « Connecter un morceau de soude caustique humide (pour obtenir la conductivité galvanique) au pôle positif (du cuivre ou du charbon) et creuser un évidement dans celui-ci, dans lequel le mercure était coulé, connecté au pôle négatif (cathode) d'une forte colonne voltaïque, Davy a remarqué que dans le mercure, lorsqu'un courant passe, un métal spécial est dissous, moins volatil que le mercure, et capable de décomposer l'eau, formant à nouveau de la soude caustique. En raison de la forte intensité énergétique, la méthode alcaline n'a été distribuée industriellement qu'en fin XIX siècle - avec l'avènement de sources d'énergie plus avancées, et en 1924, l'ingénieur américain G. Downes a fondamentalement changé le processus de production de sodium électrolytique, remplaçant l'alcali par du sel de table beaucoup moins cher.

Un an après la découverte de Davy, Joseph Gay-Lussac et Louis Tenard obtenaient du sodium non pas par électrolyse, mais en faisant réagir de la soude caustique avec du fer chauffé au rouge. Plus tard encore, St. Clair Deville a développé une méthode par laquelle le sodium a été obtenu en réduisant la soude avec du charbon en présence de calcaire.

Être dans la nature

Le sodium est l'un des éléments les plus courants - le sixième en termes de contenu quantitatif dans la nature (parmi les non-métaux, seul l'oxygène est plus courant - 49,5% et le silicium - 25,3%) et le quatrième parmi les métaux (seul le fer est plus courant - 5,08 %, aluminium - 7,5 % et calcium - 3,39 %). Son clarke (teneur moyenne dans la croûte terrestre), selon diverses estimations, varie de 2,27% en poids à 2,64%. La majeure partie de cet élément se trouve dans divers aluminosilicates. Le sodium est un élément typique de la partie supérieure de la croûte terrestre, cela peut être facilement retracé par le degré de teneur en métal dans diverses roches. Ainsi, la concentration la plus élevée de sodium - 2,77% en masse - dans les roches ignées acides (granites et autres), dans les roches basiques (basaltes et autres), la teneur moyenne en onzième élément est déjà de 1,94% en masse. Les roches ultramafiques du manteau ont la plus faible teneur en sodium - seulement 0,57 %. Pauvre en onzième élément et roches sédimentaires (argiles et schistes) - 0,66% en poids, non riches en sodium et la plupart des sols - une teneur moyenne d'environ 0,63%.

En raison de sa grande réactivité dans la nature, le sodium se présente exclusivement sous forme de sels. Le nombre total de minéraux de sodium connus est supérieur à deux cents. Cependant, loin d'être tous considérés comme les plus importants, qui sont les principales sources d'obtention de ce métal alcalin et de ses composés. Il convient de mentionner l'halite (sel gemme) NaCl, la mirabilite (sel de Glauber) Na2SO4 10H2O, le salpêtre chilien NaNO3, la cryolite Na3, le tincal (borax) Na2B4O7∙10H2O, le trona NaHCO3∙Na2CO3∙2H2O, la thénardite Na2SO4, ainsi que les silicates naturels, comme l'albite Na, la néphéline Na, contenant en plus du sodium et d'autres éléments. Du fait de l'isomorphisme de Na+ et Ca2+, dû à la proximité de leurs rayons ioniques, des feldspaths sodiques-calciques (plagioclases) se forment dans les roches ignées.

Le sodium est le principal élément métallique de l'eau de mer, on estime que les eaux de l'océan mondial contiennent 1,5 1016 tonnes de sels de sodium (la concentration moyenne de sels solubles dans les eaux de l'océan mondial est d'environ 35 ppm, soit 3,5 % en poids, à la part de sodium qu'ils représentent 1,07%). Une concentration aussi élevée est due au soi-disant cycle du sodium dans la nature. Le fait est que ce métal alcalin est plutôt faiblement retenu sur les continents et est activement transporté par les eaux fluviales vers les mers et les océans. L'évaporation dans les lagunes marines côtières, ainsi que dans les lacs continentaux des steppes et des déserts, précipite les sels de sodium, qui forment des strates de roches salifères. Des dépôts similaires de sels de sodium sous une forme relativement pure existent sur tous les continents, à la suite de l'évaporation des mers anciennes. Ces processus se déroulent encore à notre époque, un exemple est le lac Salt Lake, situé dans l'état de l'Utah (États-Unis), Baskunchak (Russie, district d'Akhtubinsky), les lacs salés Territoire de l'Altaï(Russie), ainsi que la mer Morte et d'autres endroits similaires.

Le sel gemme forme de vastes dépôts souterrains (souvent de plusieurs centaines de mètres d'épaisseur) qui contiennent plus de 90 % de NaCl. Le gisement de sel typique du Cheshire (la principale source de chlorure de sodium au Royaume-Uni) couvre une superficie de 60 km sur 24 et a une épaisseur de lit de sel d'environ 400 m. Ce gisement à lui seul est estimé à plus de 1011 tonnes.

De plus, le sodium est un bioélément important; on le trouve relativement grandes quantités dans les organismes vivants (en moyenne 0,02%, principalement sous forme de NaCl), et chez les animaux, c'est plus que dans les plantes. La présence de sodium a été établie dans l'atmosphère solaire et l'espace interstellaire. Dans les couches supérieures de l'atmosphère (à une altitude d'environ 80 kilomètres), une couche de sodium atomique a été découverte. Le fait est qu'à une telle hauteur, l'oxygène, la vapeur d'eau et d'autres substances avec lesquelles le sodium pourrait interagir sont presque totalement absents.

Application

Le sodium métallique et ses composés sont largement utilisés dans diverses industries. En raison de sa grande réactivité, ce métal alcalin est utilisé en métallurgie comme agent réducteur pour la production de métaux tels que le niobium, le titane, l'hafnium et le zirconium par métallothermie. Dans la première moitié du XIXe siècle, le sodium était utilisé pour isoler l'aluminium (du chlorure d'aluminium), aujourd'hui le onzième élément et ses sels sont encore utilisés comme modificateur dans la production de certaines qualités d'alliages d'aluminium coulé. De plus, le sodium est utilisé dans un alliage à base de plomb (0,58% Na), qui est utilisé dans la fabrication de roulements axiaux pour les voitures de chemin de fer, le métal alcalin de cet alliage est un élément de renforcement. Le sodium et ses alliages avec le potassium sont des liquides de refroidissement dans les réacteurs nucléaires, car les deux éléments ont de petites sections efficaces d'absorption pour les neutrons thermiques (0,49 grange pour Na). De plus, ces alliages ont des points d'ébullition et des coefficients de transfert de chaleur élevés et n'interagissent pas avec les matériaux de structure à haute température développés dans les réacteurs nucléaires, n'affectant ainsi pas le déroulement de la réaction en chaîne.

Cependant, non seulement l'industrie de l'énergie nucléaire utilise le sodium comme caloporteur - l'élément n ° 11 est largement utilisé comme caloporteur pour les processus nécessitant un chauffage uniforme dans la plage de température de 450 à 650 ° C - dans les soupapes des moteurs d'avion, dans les gaz d'échappement des camions. soupapes, dans les machines de moulage par injection pour la pression. Un alliage de sodium, potassium et césium (Na 12%, K 47%, Cs 41%) a un point de fusion record (seulement 78 ° C), c'est pourquoi il a été proposé comme fluide de travail de l'ionique moteurs de fusée. Dans l'industrie chimique, le sodium est utilisé dans la production de sels de cyanure, de détergents synthétiques (détergénures) et de préparations pharmaceutiques. Dans la production de caoutchouc artificiel, le sodium joue le rôle de catalyseur qui relie les molécules de butadiène en un produit dont les propriétés ne sont pas inférieures à les meilleures variétés caoutchouc naturel. Le composé NaPb (10% Na en masse) est utilisé dans la production de plomb tétraéthyle, l'agent antidétonant le plus efficace. La vapeur de sodium est utilisée pour remplir les lampes à décharge haute et basse pression (NLVD et NLND). Une lampe au sodium est remplie de néon et contient une petite quantité de sodium métallique ; lorsqu'une telle lampe est allumée, la décharge commence dans le néon. La chaleur dégagée lors de la décharge fait évaporer le sodium, et après un certain temps, la lumière rouge du néon est remplacée par la lueur jaune du sodium. Les lampes au sodium sont des sources lumineuses puissantes à haut rendement (jusqu'à 70% dans des conditions de laboratoire). Le rendement élevé des lampes au sodium a permis de les utiliser pour l'éclairage des autoroutes, des gares, des marinas et d'autres objets à grande échelle. Ainsi, les lampes NLVD de type DNaT (Arc Sodium Tubular), qui donnent une lumière jaune vif, sont très largement utilisées dans l'éclairage public, la durée de vie de ces lampes est de 12 à 24 000 heures. De plus, il existe des lampes DNaS, DNaMT (Arc Sodium Matte), DNaZ (Arc Sodium Mirror) et DNaTBR (Arc Sodium Tubular Without Mercury). Le sodium est utilisé dans la production de batteries sodium-soufre à forte consommation d'énergie. En synthèse organique, le sodium est utilisé dans la réduction, la condensation, la polymérisation et d'autres réactions. Parfois, le sodium métallique est utilisé comme matériau pour les fils électriques conçus pour des courants très élevés.

De nombreux composés sodiques ne sont pas moins largement utilisés : le sel de table NaCl est utilisé dans Industrie alimentaire; l'hydroxyde de sodium NaOH (soude caustique) est utilisé dans l'industrie du savon, dans la production de peintures, dans les industries des pâtes et papiers et du pétrole, dans la production de fibres artificielles, et aussi comme électrolyte. La soude - le carbonate de sodium Na2CO3 est utilisé dans les industries du verre, des pâtes et papiers, de l'alimentation, du textile, du pétrole et autres. À agriculture Le sel de sodium de l'acide nitrique NaNO3, connu sous le nom de salpêtre chilien, est largement utilisé comme engrais. Le chlorate de sodium NaClO3 est utilisé pour détruire la végétation indésirable sur la voie ferrée. Phosphate de sodium Na3PO4 - un composant de détergents, utilisé dans la production de verres et de peintures, dans l'industrie alimentaire, en photographie. L'azoture de sodium NaN3 est utilisé comme agent de nitruration en métallurgie et dans la production d'azoture de plomb. Le cyanure de sodium NaCN est utilisé dans la méthode hydrométallurgique de lixiviation de l'or des roches, ainsi que dans la nitrocarburation de l'acier et dans la galvanoplastie (argent, dorure). Silicates mNa2O nSiO2 - composants de charge dans la production de verre, pour la production de catalyseurs d'aluminosilicate, de bétons résistants à la chaleur et aux acides.

Production

Comme on le sait, le sodium métallique a été obtenu pour la première fois en 1807 par le chimiste anglais Davy par électrolyse de l'hydroxyde de sodium NaOH. D'un point de vue scientifique, l'isolement des métaux alcalins est une découverte grandiose dans le domaine de la chimie. Cependant, l'industrie de ces années ne pouvait pas apprécier l'importance de cet événement - premièrement, au début du XIXe siècle, les capacités nécessaires n'existaient tout simplement pas pour la production de sodium à l'échelle industrielle, et deuxièmement, personne ne savait où le métal mou pourrait être utile, clignotant lors de l'interaction avec l'eau. Et si la première difficulté en 1808 a été résolue par Joseph Gay-Lussac et Louis Tenard, ayant obtenu du sodium, sans recourir à l'électrolyse énergivore, au moyen de la réaction de la soude caustique avec du fer chauffé au rouge, alors le deuxième problème - la portée - n'a été résolue que l'année 1824, lorsque l'aluminium a été isolé à l'aide de sodium. Dans la seconde moitié du XIXe siècle, Saint-Clair Deville met au point une nouvelle méthode d'obtention du sodium métallique - en réduisant la soude par du charbon en présence de calcaire :

Na2CO3 + 2C → 2Na + 3CO

En 1886, cette méthode a été améliorée. Cependant, déjà en 1890, la méthode électrolytique de production de sodium a été introduite dans l'industrie. Ainsi, l'idée de Humphrey Davy à l'échelle industrielle ne s'est concrétisée que 80 ans plus tard ! Toutes les recherches et recherches se sont terminées par un retour à la méthode originale. En 1924, l'ingénieur américain Downes a rendu le processus de production de sodium électrolytique moins cher en remplaçant l'alcali par du sel de table beaucoup moins cher. Cette modernisation a affecté la production de sodium métallique, qui est passée de 6 000 tonnes (1913) à 180 000 tonnes (1966). La méthode Downs a constitué la base de la méthode moderne d'obtention du sodium métallique.

Aujourd'hui, la principale méthode industrielle d'obtention de sodium métallique est l'électrolyse du chlorure de sodium fondu NaCl (le chlore est un sous-produit du procédé) avec l'ajout de KCl, NaF ou CaCl2, qui abaissent le point de fusion du sel à 575-585 °C. Sinon, l'électrolyse du chlorure de sodium pur conduirait à grosses pertes métal issu de l'évaporation, puisque les points de fusion du NaCl (801°C) et les points d'ébullition du sodium métallique (882,9°C) sont très proches. Le processus se déroule dans une cellule en acier avec un diaphragme. L'électrolyseur de sodium moderne est une structure imposante ressemblant à un four. L'unité est faite de briques réfractaires, qui est entourée d'un boîtier en acier de l'extérieur. Une anode en graphite est introduite par le fond de la cellule, entourée d'un maillage annulaire - un diaphragme, qui empêche la pénétration de sodium dans l'espace anodique, où le chlore se dépose. Sinon, le sodium brûlerait simplement dans le chlore.

La cathode annulaire est en fer ou en cuivre. Des bouchons sont installés au-dessus de la cathode et de l'anode pour éliminer le sodium et le chlore. Un mélange de chlorure de sodium et de chlorure de calcium soigneusement séché est chargé dans l'électrolyseur, on sait déjà qu'un tel mélange fond à une température plus basse que le chlorure de sodium pur. Habituellement, le processus se déroule à une température d'environ 600 °C. Appliquer sur les électrodes DC avec une tension d'environ 6 V, tandis que la décharge d'ions Na + se produit à la cathode et la libération de sodium métallique, qui flotte et est déchargé dans un collecteur spécial. Naturellement, le processus se déroule sans accès aérien. Les ions chlore Cl– sont rejetés à l'anode et le chlore gazeux, un précieux sous-produit de la production de sodium, est libéré. Pendant la journée de fonctionnement de l'électrolyseur, 400 à 500 kg de sodium et 600 à 700 kg de chlore sont produits. Le métal ainsi obtenu est purifié des impuretés (chlorures, oxydes, etc.) en ajoutant un mélange de NaOH + Na2CO3 + NaCl ou Na2O2 au sodium fondu ; traitement du bain de fusion avec du lithium métallique, du titane ou un alliage titane-zirconium, des chlorures inférieurs TiCl3, TiCl2 ; distillation sous vide.

Propriétés physiques

Humphry Davy a non seulement été le premier à obtenir du sodium métallique, mais aussi le premier à étudier ses propriétés. Reportage à Londres sur la découverte de nouveaux éléments (potassium et sodium), le chimiste a pour la première fois démontré au public scientifique des échantillons de nouveaux métaux. Un chimiste anglais a conservé un morceau de sodium métallique sous une couche de kérosène, avec lequel le sodium n'a pas interagi et ne s'est pas oxydé dans son environnement, conservant sa couleur argentée brillante. De plus, le sodium (la densité à 20 °C est de 0,968 g/cm3) est plus lourd que le kérosène (la densité à 20 °C avec différents degrés de purification est de 0,78-0,85 g/cm3) et ne flotte pas à sa surface, donc ne non oxydé par l'oxygène et le dioxyde de carbone. Davy ne s'est pas limité à la démonstration habituelle d'un récipient avec un échantillon d'un nouveau métal, prenant le sodium du kérosène, le chimiste a jeté l'échantillon dans un baquet d'eau. À la surprise générale, le métal n'a pas coulé, mais a commencé à se déplacer activement à la surface de l'eau, fondant en petites gouttelettes brillantes, dont certaines se sont enflammées. Le fait est que la densité de l'eau (à 20 ° C est de 0,998 g / cm3) plus de densité Ce métal alcalin, pour cette raison, le sodium ne coule pas dans l'eau, mais y flotte, interagissant activement avec elle. Le public a été émerveillé par cette "présentation" du nouvel élément.

Que pouvons-nous dire maintenant sur les propriétés physiques du sodium ? Le onzième élément du tableau périodique est un métal doux (facilement coupé avec un couteau, pressé et roulé), léger, brillant, blanc argenté qui se ternit rapidement à l'air. De fines couches de sodium ont une teinte violette, sous pression le métal devient transparent et rouge, comme un rubis. A température ordinaire, le sodium cristallise en un réseau cubique avec les paramètres suivants : a = 4,28 A, rayon atomique 1,86 A, rayon ionique Na+ 0,92 A. Potentiels d'ionisation de l'atome de sodium (eV) 5,138 ; 47,20 ; 71,8 ; l'électronégativité du métal est de 0,9. Le travail de sortie des électrons est de 2,35 eV. Cette modification est stable à des températures supérieures à -222 °C. En dessous de cette température, la modification hexagonale est stable avec les paramètres suivants : a = 0,3767 nm, c = 0,6154 nm, z = 2.

Le sodium est un métal à bas point de fusion, son point de fusion n'est que de 97,86 °C. Il s'avère que ce métal pourrait fondre dans l'eau bouillante s'il n'interagissait pas activement avec lui. De plus, lors de la fusion, la densité du sodium diminue de 2,5 %, cependant, il y a une augmentation de volume de ΔV = 27,82∙10-6 m3/kg. Lorsque la pression augmente, le point de fusion du métal augmente, atteignant 242°C à 3 GPa et 335°C à 8 GPa. Le point d'ébullition du sodium fondu est de 883,15°C. La chaleur de vaporisation du sodium à pression normale = 3869 kJ/kg. La capacité calorifique spécifique du onzième élément (à température ambiante) est de 1,23 103 J/(kg K) ou 0,295 cal/(g deg) ; la conductivité thermique du sodium est de 1,32 102 W / (m K) ou 0,317 cal / (cm sec deg). Le coefficient de température de dilatation linéaire de ce métal alcalin (à 20 °C) est de 7,1 10-5. La résistivité électrique du sodium (à 0 °C) est de 4,3 10-8 ohm m (4,3 10-6 ohm cm). Lors de la fusion, la résistivité électrique du sodium augmente d'un facteur 1,451. Le sodium est paramagnétique, sa susceptibilité magnétique spécifique est de +9,2 10-6. Dureté Brinell sodium HB = 0,7 MPa. Module d'élasticité normale en traction à température ambiante E = 5,3 GPa. Compressibilité du sodium x = 15,99∙10-11 Pa-1. Le sodium est un métal très ductile, facilement déformable à froid. La pression de sortie du sodium, selon N. S. Kurnakov et S. F. Zhemchuzhny, est comprise entre 2,74 et 3,72 MPa, en fonction du diamètre de la sortie.

Propriétés chimiques

À composants chimiques, y compris les hydrures, le sodium présente un état d'oxydation de + 1. Le onzième élément fait partie des métaux les plus réactifs, il n'existe donc pas dans la nature sous sa forme pure. Même à température ambiante, il réagit activement avec l'oxygène atmosphérique, la vapeur d'eau et le dioxyde de carbone, formant une croûte lâche à la surface à partir d'un mélange de peroxyde, d'hydroxyde et de carbonate. Pour cette raison, le sodium métallique est stocké sous une couche de liquide déshydraté (kérosène, huile minérale). Les gaz nobles se dissolvent légèrement dans le sodium solide et liquide, à 200 ° C, le sodium commence à absorber l'hydrogène, formant un hydrure de NaH très hygroscopique. Ce métal alcalin réagit extrêmement faiblement avec l'azote dans une décharge luminescente, formant une substance très instable - le nitrure de sodium :

6Na + N2 → 2Na3N

Le nitrure de sodium est stable à l'air sec, mais se décompose immédiatement avec de l'eau ou de l'alcool pour former de l'ammoniac.

Avec l'interaction directe du sodium avec l'oxygène, selon les conditions, il se forme de l'oxyde Na2O (lorsque le sodium est brûlé dans une quantité insuffisante d'oxygène) ou du peroxyde Na2O2 (lorsque le sodium est brûlé dans l'air ou dans un excès d'oxygène). L'oxyde de sodium présente des propriétés basiques prononcées, réagit violemment avec l'eau pour former de l'hydroxyde de NaOH, une base forte :

Na2O + H2O → 2NaOH

L'hydroxyde de sodium est un alcali très soluble dans l'eau (108 g de NaOH se dissolvent dans 100 g d'eau à 20 ° C) sous forme de cristaux hygroscopiques blancs solides, corrode la peau, les tissus, le papier et d'autres substances organiques. Lorsqu'il est dissous dans l'eau, il dégage une grande quantité de chaleur. Dans l'air, l'hydroxyde de sodium absorbe activement le dioxyde de carbone et se transforme en carbonate de sodium :

2NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O

Pour cette raison, l'hydroxyde de sodium doit être stocké dans des récipients scellés. Dans l'industrie, le NaOH est obtenu par électrolyse de solutions aqueuses de NaCl ou de Na2CO3 à l'aide de membranes et diaphragmes échangeurs d'ions :

2NaCl + 2H2O → 2NaOH + Cl2 + H2

Le peroxyde de sodium est une poudre jaune pâle qui fond sans se décomposer, Na2O2 est un agent oxydant très puissant. La plupart des substances organiques s'enflamment au contact. Lorsque Na2O2 réagit avec le dioxyde de carbone, de l'oxygène est libéré :

2Na2O2 + 2CO2 → 2Na2CO3 + O2

Le sodium métallique, comme ses oxydes, interagit activement avec l'eau pour former de l'hydroxyde de NaOH et libérer de l'hydrogène, avec une grande surface de contact, la réaction se déroule avec une explosion. Le sodium réagit beaucoup plus calmement avec les alcools qu'avec l'eau, ce qui donne de l'alcoolate de sodium. Ainsi, en réagissant avec l'éthanol, le sodium donne l'éthanolate de sodium C2H5ONa :

2Na + 2C2H5OH → 2C2H5ONa + H2

Le sodium se dissout dans presque tous les acides avec formation d'un grand nombre de sels :

2N + 2НCl → 2NаСl + Н2

2Na + 2Н2SO4 → SO2 + Na2SO4 + 2H2O

Dans une atmosphère de fluor et de chlore, le sodium s'enflamme spontanément, réagit avec le brome lorsqu'il est chauffé et il n'y a pas d'interaction directe avec l'iode. Il réagit violemment avec le soufre, lorsqu'il est broyé dans un mortier, formant des sulfures de composition variable. Le sulfure de sodium Na2S est obtenu par réduction du sulfate de sodium avec du carbone. Un composé très courant de sodium avec du soufre et de l'oxygène est le soi-disant sel de Glauber Na2SO4∙10H2O. En plus du soufre, il réagit activement avec le sélénium et le tellure pour former des chalcogénures des compositions Na2X, NaX, NaX2, Na2X5.

Le sodium se dissout dans l'ammoniac liquide (34,6 g pour 100 g de NH3 à 0 °C) pour former des complexes d'ammoniac (solution de couleur bleue, qui a une conductivité métallique). Lorsque l'ammoniac s'évapore, le métal d'origine reste ; pendant le stockage à long terme de la solution, il se décolore progressivement en raison de la réaction du métal avec l'ammoniac pour former de l'amide NaNH2 ou de l'imide Na2NH et libérer de l'hydrogène. Lorsque l'ammoniac gazeux passe à travers du sodium fondu à 300-350 ° C, il se forme de l'amine de sodium NaNH2 - incolore substance cristalline facilement décomposé par l'eau.

À 800-900 °C, le sodium gazeux avec le carbone forme du carbure (acétylénide) Na2C2. Le sodium forme des composés d'inclusion avec le graphite.

Le sodium forme un certain nombre de composés intermétalliques - avec l'argent, l'or, l'étain, le plomb, le bismuth, le césium, le potassium et d'autres métaux. Ne forme pas de composés avec le baryum, le strontium, le magnésium, le lithium, le zinc et l'aluminium. Avec le mercure, le sodium forme des amalgames - des intermétalliques de composition NaHg2, NaHg4, NaHg8, NaHg, Na3Hg2, Na5Hg2, Na3Hg. Amalgames liquides importants (contenant moins de 2,5 % en poids de sodium), obtenus par l'introduction progressive de sodium dans le mercure, qui se trouve sous une couche de kérosène ou d'huile minérale.

Connu grande quantité composés organosodiques similaires en propriétés chimiques aux composés organolithiens, mais supérieurs à ceux-ci en termes de réactivité.

Plan de cours :

1. Répartition du sodium dans la nature.

2. Référence historique.

3. Propriétés physiques du sodium

4. 4. Propriétés chimiques du sodium

5. Obtention de sodium.

6. 6. Obtention du sodium.

Sodium(Natrium), Na, un élément chimique du groupe I du système périodique de Mendeleïev : numéro atomique 11, masse atomique 22,9898 ; un métal mou blanc argenté qui s'oxyde rapidement à partir de la surface dans l'air. L'élément naturel est constitué d'un isotope stable 23 Na.

Référence historique. Les composés naturels du sodium - sel commun NaCl, soude Na 2 CO 3 - sont connus depuis l'Antiquité. Le nom "Sodium", dérivé de l'arabe natrun, grec. nitron, à l'origine appelé soude naturelle. Déjà au XVIIIe siècle, les chimistes connaissaient de nombreux autres composés de sodium. Cependant, le métal lui-même n'a été obtenu qu'en 1807 par G. Davy par électrolyse de la soude caustique NaOH. Au Royaume-Uni, aux États-Unis et en France, l'élément s'appelle Sodium (du mot espagnol soda - soda), en Italie - sodio.

Diffusionnoreillettes dans la nature.

Le sodium est un élément typique de la partie supérieure de la croûte terrestre. Sa teneur moyenne dans la lithosphère est de 2,5% en poids, en roches ignées acides (granites et autres) 2,77, en basiques (basaltes et autres) 1,94, en ultrabasiques (roches du manteau) 0,57. En raison de l'isomorphisme de Na + et Ca 2+ , en raison de la proximité de leurs rayons ioniques, des feldspaths sodium-calcium (plagioclases) se forment dans les roches ignées. Dans la biosphère, on observe une forte différenciation du sodium : les roches sédimentaires sont en moyenne appauvries en sodium (dans les argiles et les schistes 0,66%), il y en a peu dans la plupart des sols (moyenne 0,63%). Le nombre total de minéraux sodiques est de 222. Na est légèrement retenu sur les continents et est amené par les fleuves vers les mers et les océans, où sa teneur moyenne est de 1,035 % (Na est le principal élément métallique de l'eau de mer). L'évaporation dans les lagunes marines côtières, ainsi que dans les lacs continentaux des steppes et des déserts, précipite les sels de sodium, qui forment des strates de roches salifères. Les principaux minéraux à l'origine du sodium et de ses composés sont l'halite (sel gemme) NaCl, le salpêtre chilien NaNO 3, la thénardite Na 2 SO 4, la mirabilite Na 2 SO 4 10H 2 O, le trona NaH (CO 3) 2 2H 2 O Le Na est un bioélément important, la matière vivante contient en moyenne 0,02 % de Na ; il y en a plus chez les animaux que chez les plantes.

Propriétés physiquesnoreillettes

A température ordinaire, le sodium cristallise en un réseau cubique, a = 4,28 Å. Rayon atomique 1,86Å, rayon ionique Na + 0,92Å. Densité 0,968 g/cm 3 (19,7°C), t pl 97,83°C, t bp 882,9°C ; chaleur spécifique(20 °C) 1,23 10 3 j/(kg K) ou 0,295 cal/(g deg); coefficient de conductivité thermique 1,32 10 2 W/(m K) ou 0,317 cal/(cm sec deg); coefficient de température de dilatation linéaire (20 °C) 7,1 10 -5 ; résistivité électrique (0 °C) 4,3 10 -8 ohm m (4,3 10 -6 ohm cm). Le sodium est paramagnétique, susceptibilité magnétique spécifique +9,2·10 -6 ; très plastique et souple (se coupe facilement au couteau).

Propriétés chimiquesnoreillettes

Le potentiel d'électrode normal du sodium est de -2,74 V ; potentiel d'électrode dans la masse fondue -2,4 V. La vapeur de sodium donne à la flamme une couleur jaune vif caractéristique. Configuration électrons externes atome 3s 1 ; dans tous les composés connus, le sodium est monovalent. Son activité chimique est très élevée. Lors de l'interaction directe avec l'oxygène, selon les conditions, de l'oxyde de Na 2 O ou du peroxyde de Na 2 O 2 se forme - des substances cristallines incolores. Avec l'eau, le sodium forme l'hydroxyde NaOH et H 2 ; la réaction peut s'accompagner d'une explosion. Les acides minéraux forment les sels solubles dans l'eau correspondants avec le sodium, mais par rapport à l'acide sulfurique à 98-100 %, le sodium est relativement inerte.

La réaction du sodium avec l'hydrogène commence à 200 °C et conduit à la formation d'hydrure de NaH, une substance cristalline hygroscopique incolore. Le sodium interagit directement avec le fluor et le chlore déjà à des températures ordinaires, avec le brome - uniquement lorsqu'il est chauffé; il n'y a pas d'interaction directe avec l'iode. Il réagit violemment avec le soufre, formant du sulfure de sodium, l'interaction de la vapeur de sodium avec l'azote dans le champ d'une décharge électrique silencieuse conduit à la formation de nitrure de Na 3 N, et avec le carbone à 800-900 ° C, à la formation de Na carbure 2C2.

Le sodium se dissout dans l'ammoniac liquide (34,6 g pour 100 g de NH 3 à 0°C) pour former des complexes d'ammoniac. Lorsque de l'ammoniac gazeux passe à travers du sodium fondu à 300-350 °C, il se forme de l'amine de sodium NaNH 2 - une substance cristalline incolore facilement décomposée par l'eau. On connaît un grand nombre de composés organosodiques qui propriétés chimiques très similaire aux composés organolithiens, mais les surpasse en réactivité. Les composés organosodiques sont utilisés en synthèse organique comme agents alkylants.

Le sodium est un constituant de nombreux alliages pratiquement importants. Les alliages de Na - K, contenant 40 à 90% de K (en masse) à une température d'environ 25 ° C, sont des liquides blanc argenté, caractérisés par une activité chimique élevée, inflammables dans l'air. La conductivité électrique et thermique des alliages Na-K liquides est inférieure aux valeurs correspondantes pour Na et K. Les amalgames de sodium sont facilement obtenus en introduisant du sodium métallique dans le mercure; au-dessus de 2,5 % de Na (en masse) à température ordinaire sont déjà des solides.

Reçunoreillettes.

La principale méthode industrielle d'obtention de sodium est l'électrolyse du chlorure de sodium fondu NaCl contenant des additifs KCl, NaF, CaCl 2 et autres, qui réduisent le point de fusion du sel à 575-585 ° C. L'électrolyse du NaCl pur conduirait à de grandes pertes de sodium par évaporation, puisque les points de fusion du NaCl (801 °C) et les points d'ébullition du Na (882,9 °C) sont très proches. L'électrolyse est réalisée dans des électrolyseurs à diaphragme, les cathodes sont en fer ou en cuivre, les anodes sont en graphite. Simultanément au sodium, on obtient du chlore. L'ancienne méthode d'obtention du sodium est l'électrolyse de l'hydroxyde de sodium fondu NaOH, qui est beaucoup plus cher que le NaCl, mais se décompose électrolytiquement à une température plus basse (320-330 °C).

Applicationnoreillettes.

Le sodium et ses alliages sont largement utilisés comme liquides de refroidissement pour les processus nécessitant un chauffage uniforme dans la plage de 450 à 650 ° C - dans les soupapes des moteurs d'avion et en particulier dans les centrales nucléaires. Dans ce dernier cas, les alliages Na-K servent de caloporteurs de métal liquide (les deux éléments ont de faibles sections efficaces d'absorption des neutrons thermiques, pour Na 0,49 barn), ces alliages se distinguent par des points d'ébullition et des coefficients de transfert de chaleur élevés et n'interagissent pas avec la structure les matériaux à haute température développés dans les centrales électriques, les réacteurs nucléaires. Le composé NaPb (10% Na en masse) est utilisé dans la production de plomb tétraéthyle, l'agent antidétonant le plus efficace. Dans un alliage à base de plomb (0,73 % Ca, 0,58 % Na et 0,04 % Li) utilisé pour fabriquer des roulements d'essieux de wagons, le sodium est un additif de durcissement. En métallurgie, le sodium sert d'agent réducteur actif dans la production de certains métaux rares (Ti, Zr, Ta) par des méthodes métallothermiques ; en synthèse organique - dans les réactions de réduction, condensation, polymérisation et autres.

En raison de la forte activité chimique du sodium, sa manipulation nécessite des précautions. Le contact avec l'eau sodique est particulièrement dangereux, car il peut provoquer un incendie et une explosion. Les yeux doivent être protégés par des lunettes, les mains par des gants en caoutchouc épais ; Le contact du sodium avec la peau ou les vêtements mouillés peut causer de graves brûlures.

DÉFINITION

Sodium est le onzième élément du tableau périodique. Désignation - Na du latin "natrium". Situé en troisième période, groupe IA. Désigne les métaux. La charge nucléaire est de 11.

Le sodium est l'un des éléments les plus abondants sur terre. Il a été trouvé dans l'atmosphère solaire et dans l'espace interstellaire. Les minéraux de sodium les plus importants : NaCl (halite), Na 2 SO 4 × 10H 2) (mirabelite), Na 3 AlF 6 (cryolite), Na 2 B 4 O 7 × 10H 2) (borax), etc. La teneur en sels de sodium dans l'hydrosphère (environ 1,5×10 16 t).

Les composés de sodium pénètrent dans les organismes végétaux et animaux dans ce dernier cas principalement sous forme de NaCl. Dans le sang humain, les ions Na + représentent 0,32%, dans les os - 0,6%, dans les tissus musculaires - 0,6-1,5%.

Comme une substance simple le sodium est un métal blanc argenté (Figure 1). Il est si doux qu'il peut être facilement coupé avec un couteau. En raison de sa facilité d'oxydation dans l'air, le sodium est stocké sous une couche de kérosène.

Riz. 1. Sodium. Apparence.

Poids atomique et moléculaire du sodium

DÉFINITION

Poids moléculaire relatif d'une substance (M r) est un nombre indiquant combien de fois la masse d'une molécule donnée est supérieure à 1/12 de la masse d'un atome de carbone, et masse atomique relative d'un élément(A r) - combien de fois la masse moyenne des atomes d'un élément chimique est supérieure à 1/12 de la masse d'un atome de carbone.

Puisque le sodium existe à l'état libre sous forme de molécules monoatomiques de Na, les valeurs de ses masses atomiques et moléculaires sont les mêmes. Ils sont égaux à 22,9898.

Isotopes du sodium

Vingt isotopes du sodium sont connus avec des nombres de masse de 18 à 37, dont 23 Na est le plus stable, avec une demi-vie de moins d'une minute.

ions de sodium

Dehors niveau d'énergie L'atome de sodium a un électron, qui est la valence :

1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 .

À la suite d'une interaction chimique, le sodium cède son seul électron de valence, c'est-à-dire est son donneur, et se transforme en un ion chargé positivement :

Na 0 -1e → Na + .

Molécule et atome de sodium

A l'état libre, le sodium existe sous forme de molécules monoatomiques de Na. Voici quelques propriétés qui caractérisent l'atome et la molécule de sodium :

Alliages de sodium

Le sodium est utilisé comme additif pour durcir les alliages de plomb.

Avec le mercure, le sodium forme un alliage dur - l'amalgame de sodium, qui est parfois utilisé comme agent réducteur plus doux au lieu du métal pur.

Exemples de résolution de problèmes

EXEMPLE 1

Exercer

Écrivez les équations de réaction qui peuvent être utilisées pour effectuer les transformations suivantes :

Na20 → NaCl → NaOH → Na.

Réponse

Pour obtenir du chlorure du même métal à partir d'oxyde de sodium, il faut le dissoudre dans de l'acide :

Na2O + 2HCl → 2NaCl + H2O.

Pour obtenir de l'hydroxyde de sodium à partir du chlorure du même métal, il est nécessaire de le dissoudre dans de l'eau, cependant, il convient de rappeler que l'hydrolyse ne se produit pas dans ce cas :

NaCl + H 2 O → NaOH + HCl.

L'obtention de sodium à partir de l'hydroxyde correspondant est possible si l'alcali est soumis à une électrolyse :

NaOH ↔ Na + + Cl - ;

K(-) : Na + + e → Na 0 :

A (+): 4OH - - 4e → 2H 2 O + O 2.

informations générales et méthodes d'obtention

Le sodium (Na) est un métal alcalin blanc argenté qui se ternit rapidement à l'air dans des conditions normales. Le contenu dans la croûte terrestre est de 2,5% (en masse). Dans les eaux des océans, sa concentration moyenne est de 1,035 %. Les organismes vivants contiennent jusqu'à 0,02% (en masse) de sodium, sa teneur dans les plantes est quelque peu inférieure.

Plus de 220 minéraux sont connus qui contiennent du sodium. Le plus courant, chlorure de sodium, ou sel de table, NaCl, halite NaCl, ou sel gemme, salpêtre chilien NaN 0 3, thénardite Na 2 S 04, mirabolite (sel de Glauber) Na 2 SCv 10H 2 O, trône Na, H (C 0 3) 2 -2 H 2 0, etc.

Le sodium est également présent dans un certain nombre de minéraux plus complexes contenant de l'aluminium, du silicium, du soufre et d'autres éléments. Par exemple, dans la japhéline Na [ A ] Si 0 4 ], le lapis-lazuli (outremer) Na 3 [ Al 3 Si 3 0 | 2 ] Na 2 [S 0 4 ], jadéite NaCl [ Si 2 0 6 ], etc.

Un certain nombre de composés de sodium, principalement le sel de table et la soude Na 2 C 0 3 10H 2 O, sont connus de l'homme depuis l'Antiquité.

Dans l'Égypte ancienne, un détergent (soude) était connu, appelé neter. Chez Aristote, il s'appelle vixpovj, et chez Plutarque (Rome antique) - nitrum. Dans les manuscrits des alchimistes arabes, la soude correspond au terme natron, d'où progressivement au cours des XVIIe-XVIIIe siècles. le terme "natra" est formé, c'est-à-dire la base à partir de laquelle le sel de table peut être obtenu. De "natra" est venu le nom moderne de l'élément. Il convient de noter que dans un certain nombre de pays d'Europe occidentale (Grande-Bretagne, France, Italie), ainsi qu'aux États-Unis, le sodium est appelé sodium.

Le sodium métallique a été obtenu pour la première fois en 1807 par le chimiste anglais Devi à la suite d'une électrolyse (méthode alcaline). En raison de la forte intensité énergétique, la méthode alcaline n'a été diffusée industriellement qu'à la fin du XIXe siècle. Auparavant, le sodium métallique était obtenu par réduction chimique de ses composés avec du carbone ou du fer fondu à haute température. Depuis le premier quart du siècle actuel, la méthode alcaline a été progressivement remplacée par la méthode au sel, c'est-à-dire par électrolyse du chlorure de sodium fondu directement, en contournant l'étape d'obtention de l'alcali. L'électrolyse du sel fondu est réalisée à 850-860 K. Pour réduire le point de fusion du NaCl, des additifs de plusieurs sels sont utilisés, en particulier NaF, KCl, CaClg, etc. L'électrolyse du chlorure de sodium produit également un autre précieux produit - chlore gazeux. Par conséquent, à l'heure actuelle, la méthode saline pour obtenir du sodium a pratiquement remplacé la méthode alcaline, sans parler des méthodes chimiques.

Propriétés physiques

Caractéristiques atomiques. Numéro atomique 11, masse atomique 22,98977 u.a. e. m., volume atomique 23,08 * 10 -6 m 3 / mol. Rayon atomique (métal) 0,192 nm, rayon ionique Na + 0,098 nm, covalent 0,157 nm. La configuration des couches électroniques externes de l'atome est 2 p 6 3 s 1 . Le sodium possède le seul isotope stable 23 Na ; cinq isotopes radioactifs avec des nombres de masse de 20 à 25 sont connus ; la demi-vie des isotopes varie du millième de seconde (20 Na) à 2,6 ans pour le 22 Na. À température ambiante, le sodium contient environ. c. à un réseau de période a \u003d 0,42905 nm; l'énergie du réseau cristallin est de 108,8 μJ/kmol. A basse température, il y a une modification du sodium avec h.p. structure dont les périodes à 5K : a = 0,3767 nm, c = 0,6154 nm. Potentiels d'ionisation de l'atome de sodium J (eV) 5,138, 47,20, 71,8, électronégativité 0,9. Le travail de sortie des électrons f 0 = = 2,35 eV. Le travail de sortie des électrons pour différentes faces d'un monocristal est f -2,75 eV pour (100), f = 3,10 eV pour (110), f = 2,65 eV pour (111).

Densité. A température ambiante, la densité du sodium est radiographique p = 0,966 Mg/m 3 , pycnométrique p = 0,971 Mg/m 3 .

Lors de la fusion, la résistivité électrique du sodium augmente d'un facteur 1,451. Coefficient de température de la résistance électrique du sodium à 273 K a=4,34-10-3 K-1.

Dans un thermocouple sodium-platine, à une température de jonction chaude de 173,16 K, t. e. d.s. £ \u003d 0,29 mV et à une température de 373,16 K £ \u003d -0,25 mV. Coefficient absolu te d.s. e \u003d - 4,4 μV / K. Constante de Hall à température ambiante /? \u003d 2,3-10 m 3 / C et /? \u003d - 2,2-10 m 3 / C à 371-383 K.

Susceptibilité magnétique du sodium x= +0,70-10-9 à 293 K.

Thermique et thermodynamique. Point de fusion du sodium / P l \u003d \u003d 98 ° С, point d'ébullition kip \u003d 878 ° С, température caractéristique 6v \u003d 160 K, chaleur spécifique de fusion DYa PL \u003d P7 kJ / kg. La chaleur spécifique de sublimation à 298 K DYa su bl = 4717 kJ/kg, la chaleur spécifique d'évaporation de DYA Isp = 3869 kJ/kg. Chaleur de vaporisation du sodium à pression normale<-п = 3869 кДж/кг. При плавлении происходит увеличение объема на ДУ- 27,82-Ю -6 м 3 /кг или AV / V 0 = 0,0265. При повышении давления возрастает температура плавления металла, достигая 515 К при 3 ГПа и 608 при 8 ГПа. Начальное значение углового коэффициента dT / dP = 85 К/ГПа, при 7 ГПа 33 К/ГПа. Фазовых превращений в натрии до давления 8,5 ГПа не обнаружено.

Propriétés mécaniques

Dureté Brinell sodium HB = 0,7 MPa. Module d'élasticité normale en traction à température ambiante £=5,3 GPa. Compressibilité du sodium x= 15,99*10 -11 Pa -1.

Propriétés chimiques

Dans les composés chimiques, y compris les hydrures, il présente un état d'oxydation de + 1.

Le sodium est l'un des métaux les plus réactifs, il n'existe donc pas dans la nature sous sa forme pure. Le sodium est l'un des métaux les plus électropositifs ; interagit intensément avec l'oxygène atmosphérique, il est donc généralement stocké sous une couche de kérosène. Dans une série de tensions, le sodium est loin devant l'hydrogène et le déplace de l'eau, formant l'hydroxyde NaOH.

Lorsque de l'hydrogène sec est passé sur du sodium légèrement chauffé, il se forme de l'hydrure de sodium NaH, qui est un composé non ionique dans lequel le sodium entre sous forme de cation et l'hydrogène sous forme d'anion.

L'oxyde de sodium se forme lorsque le sodium est brûlé dans une quantité insuffisante d'oxygène, réagit violemment avec l'eau pour former de l'hydroxyde et possède un réseau cristallin de type spath fluor.

Le peroxyde de sodium se forme en brûlant du sodium dans l'air ou dans l'oxygène, c'est une poudre jaune pâle qui fond sans se décomposer ; agent oxydant très puissant. De nombreuses substances organiques s'enflamment au contact de celui-ci. Lorsque Na 2 0 2 interagit avec le dioxyde de carbone, de l'oxygène est libéré. Cette réaction est utilisée dans les appareils respiratoires utilisés par les pompiers et les plongeurs, ainsi que pour la régénération de l'air dans les espaces clos, tels que les sous-marins.

La soude NaOH se forme sous forme de cristaux blancs très hygroscopiques fondant à 318,3 °C ; densité 2,13 Mg/m 3.

On connaît un composé de sodium avec du carbone Na 2 C 2 qui peut être considéré comme un sel d'acétylène. Par conséquent, il a reçu le nom d'acétamide de sodium. Le nitrure de sodium est stable à l'air sec, mais se décompose immédiatement avec de l'eau ou de l'alcool pour former de l'ammoniac.

Le sulfure de sodium Na 2 S est obtenu par réduction du sulfate de sodium avec du carbone. Sous sa forme pure, Na 2 S est incolore, possède un réseau cristallin de type CaF 2 . Un composé très courant de sodium avec du soufre et de l'oxygène est le soi-disant sel de Glauber Na 2 S 0 4 - 10H 2 O. Le sodium, avec les composés chimiques habituels qui obéissent à la règle de valence, forme également des composés métalliques. Dans les alliages du système Na - K, une phase Laves de composition KNa 2 est formée, qui a un complexe o.d. c. à réseau cristallin de type MgCu 2 (C15). Un composé métallique similaire est observé dans l'interaction du sodium avec le césium. Un certain nombre de composés métalliques sont formés par l'interaction du sodium avec les métaux des groupes I et VII B - argent, or, zinc, cadmium, mercure, gallium, étain, plomb et autres éléments. Il y a, bien sûr, des exceptions. Ainsi, l'aluminium, élément du sous-groupe SHV, n'interagit avec le sodium ni à l'état liquide ni à l'état solide. Les éléments III - VIIIA des sous-groupes du système périodique n'interagissent pratiquement pas avec le sodium en raison de la grande différence à la fois du facteur de taille et des points de fusion.

Domaines d'utilisation

Le sodium est largement utilisé dans divers domaines technologiques. La haute réactivité de cet élément a déterminé son utilisation en métallurgie comme agent réducteur pour la production de métaux tels que le titane, le zirconium, l'hafnium, le niobium, etc. le sodium et ses sels sont utilisés comme modificateurs. Dans l'industrie chimique, le sodium est utilisé dans la production de sels de cyanure, de caoutchouc synthétique et de détergents synthétiques (détergénures), de produits pharmaceutiques, ainsi que de plomb tétraéthyle, un agent antidétonant pour la production de carburant à indice d'octane élevé pour les moteurs. Ces dernières années, l'utilisation du sodium pur et de ses alliages avec le potassium dans l'industrie de l'énergie nucléaire comme fluides caloporteurs s'est développée.

Ses composés chimiques sont largement utilisés dans l'économie nationale. Il s'agit principalement d'hydroxyde de sodium NaOH (soude caustique), qui est utilisé dans l'industrie du savon, dans la fabrication de peintures, dans les industries des pâtes et papiers et du pétrole, dans la production de fibres artificielles, etc. Soude - carbonate de sodium Na 2 C 0 3 - est utilisé dans les industries du verre, des pâtes et papiers, de l'alimentation, du textile, du pétrole et autres. En agriculture, le sel de sodium de l'acide nitrique NaN 0 3, connu sous le nom de nitrate chilien, est largement utilisé comme engrais.

Le sodium fait partie des métaux alcalins. Le tableau des éléments chimiques le montre comme un atome appartenant à la troisième période et au premier groupe.

Propriétés physiques

Dans cette section, la caractéristique du sodium du point de vue de la physique sera considérée. Pour commencer, dans sa forme pure, c'est un solide argenté avec un éclat métallique et une faible dureté. Le sodium est si mou qu'il peut être facilement coupé avec un couteau. Le point de fusion de cette substance est assez bas et est de soixante-dix-neuf degrés Celsius. La masse atomique du sodium est également petite, nous en reparlerons plus tard. La densité de ce métal est de 0,97 g/cm 3 .

Caractérisation chimique du sodium

Cet élément a une activité très élevée - il est capable de réagir rapidement et violemment avec de nombreuses autres substances. En outre, le tableau des éléments chimiques vous permet de déterminer une valeur telle que la masse molaire - pour le sodium, elle est de vingt-trois. Une mole est une telle quantité d'une substance qui contient 6,02 x 10 au 23ème degré d'atomes (molécules, si la substance est complexe). Connaissant la masse molaire d'un élément, vous pouvez déterminer le poids d'un nombre spécifique de moles d'une substance donnée. Par exemple, deux moles de sodium pèsent quarante-six grammes. Comme mentionné ci-dessus, ce métal est l'un des plus réactifs, il appartient à l'alcali, respectivement, son oxyde peut former un alcali (bases fortes).

Comment se forment les oxydes

Toutes les substances de ce groupe, y compris dans le cas du sodium, peuvent être obtenues en brûlant l'original. Ainsi, le métal réagit avec l'oxygène, ce qui conduit à la formation d'un oxyde. Par exemple, si nous brûlons quatre moles de sodium, nous dépensons une mole d'oxygène et obtenons deux moles d'oxyde de ce métal. La formule de l'oxyde de sodium est Na 2 O. L'équation de réaction ressemble à ceci: 4Na + O 2 \u003d 2Na 2 O. Si vous ajoutez de l'eau à la substance résultante, un alcali se forme - NaOH.

En prenant une mole d'oxyde et d'eau, on obtient deux moles de base. Voici l'équation de cette réaction : Na 2 O + H 2 O = 2NaOH. La substance résultante est également appelée hydroxyde de sodium. Cela est dû à ses propriétés alcalines prononcées et à sa forte activité chimique. Comme les acides forts, le sodium caustique réagit activement avec les sels de métaux peu actifs, les composés organiques, etc. Lors de l'interaction avec les sels, une réaction d'échange se produit - un nouveau sel et une nouvelle base se forment. La solution de sodium caustique peut facilement détruire le tissu, le papier, la peau, les ongles, elle nécessite donc le respect des règles de sécurité lors de son utilisation. Il est utilisé dans l'industrie chimique comme catalyseur, ainsi que dans la vie quotidienne comme moyen d'éliminer le problème des tuyaux bouchés.

Réactions avec les halogènes

Ce sont des substances simples constituées d'éléments chimiques appartenant au septième groupe du système périodique. Leur liste comprend le fluor, l'iode, le chlore, le brome. Le sodium est capable de réagir avec chacun d'eux pour former des composés tels que le chlorure/bromure/iodure/fluorure de sodium. Pour effectuer la réaction, vous devez prendre deux moles du métal en question, y ajouter une mole de fluor. En conséquence, nous obtenons du fluorure de sodium en une quantité de deux moles. Ce processus peut être écrit sous la forme d'une équation : Na + F 2 = 2NaF. Le fluorure de sodium, que nous avons reçu, est utilisé dans la fabrication de dentifrices contre les caries, ainsi que de détergents pour diverses surfaces. De même, en ajoutant du chlore, on peut obtenir (sel de cuisine), de l'iodure de sodium, qui sert à la fabrication des lampes aux halogénures métalliques, du bromure de sodium, utilisé comme remède contre les névroses, l'insomnie, l'hystérie et autres troubles du système nerveux.

Avec d'autres substances simples

Des réactions du sodium avec le phosphore, le soufre (soufre), le carbone (carbone) sont également possibles. De telles interactions chimiques ne peuvent être réalisées que si des conditions spéciales sont créées sous la forme d'une température élevée. Ainsi, une réaction d'addition a lieu. Avec son aide, vous pouvez obtenir des substances telles que le phosphure de sodium, le sulfure de sodium, le carbure de sodium.

Un exemple est l'addition d'atomes d'un métal donné à des atomes de phosphore. Si nous prenons trois moles du métal en question et une mole du deuxième composant, puis les chauffons, nous obtenons une mole de phosphure de sodium. Cette réaction peut s'écrire sous la forme de l'équation suivante : 3Na + P = Na 3 P. De plus, le sodium est capable de réagir aussi bien avec l'azote qu'avec l'hydrogène. Dans le premier cas, le nitrure du métal donné est formé, dans le second, l'hydrure. Les exemples incluent les équations suivantes de réactions chimiques : 6Na + N2 = 2Na 3 N ; 2Na + H2 = 2NaH. La première interaction nécessite une décharge électrique, la seconde nécessite une température élevée.

Réactions avec les acides

La caractérisation du sodium ne s'arrête pas aux simples. Ce métal réagit également avec tous les acides. À la suite de ces interactions chimiques, de l'hydrogène se forme également. Par exemple, lorsque le métal en question réagit avec l'acide chlorhydrique, il se forme du sel de cuisine et de l'hydrogène qui s'évapore. Cette réaction peut être exprimée à l'aide de l'équation de réaction: Na + HCl \u003d NaCl + H 2. Ce type d'interaction chimique est appelé réaction de substitution. Il peut également être utilisé pour obtenir des sels tels que le phosphate, le nitrate, le nitrite, le sulfate, le sulfite, le carbonate de sodium.

Interaction du sel

Le sodium réagit avec les sels de tous les métaux sauf le potassium et le calcium (ils sont plus réactifs que l'élément en question). Dans un tel cas, comme dans le précédent, une réaction de substitution se produit. Les atomes du métal considéré prennent la place des atomes d'un métal chimiquement plus faible. Ainsi, en mélangeant deux moles de sodium et une mole de nitrate de magnésium, nous obtenons deux moles en quantité, ainsi que du magnésium pur - une mole. L'équation de cette réaction peut s'écrire comme suit : 2Na + Mg(NO 3) 2 = 2NaNO 3 + Mg. Par le même principe, de nombreux autres sels de sodium peuvent être obtenus. En outre, cette méthode peut être utilisée pour obtenir des métaux à partir de leurs sels.

Que se passe-t-il si vous ajoutez de l'eau au sodium

C'est peut-être l'une des substances les plus courantes sur la planète. Et avec lui, le métal en question est également capable d'entrer en interaction chimique. Dans ce cas, du sodium caustique, ou hydroxyde de sodium, déjà discuté ci-dessus, se forme.

Pour effectuer une telle réaction, vous devez prendre deux moles de sodium, y ajouter de l'eau, également en une quantité de deux moles, et nous obtenons ainsi deux moles d'hydroxyde et une mole d'hydrogène, qui seront libérées dans la forme d'un gaz à l'odeur piquante.

Le sodium et ses effets sur les organismes

Après avoir considéré ce métal d'un point de vue chimique, passons à la caractéristique biologique du sodium. C'est l'un des oligo-éléments importants. Tout d'abord, c'est l'un des composants de la cellule animale. Ici, il remplit des fonctions importantes: avec le potassium, il favorise la formation et la distribution de l'influx nerveux entre les cellules, c'est un élément chimique nécessaire aux processus osmotiques (ce qui est nécessaire, par exemple, au fonctionnement des cellules rénales). De plus, le sodium est responsable de l'équilibre eau-sel de la cellule. De plus, sans cet élément chimique, il est impossible de transporter le glucose dans le sang, si nécessaire au fonctionnement du cerveau. Ce métal est également impliqué dans le processus de contraction musculaire.

Cet oligo-élément n'est pas seulement nécessaire aux animaux - le sodium dans le corps de la plante remplit également des fonctions importantes: il participe au processus de photosynthèse, aide au transport des glucides et est également nécessaire au passage des substances organiques et inorganiques à travers les membranes.

Trop et trop peu de sodium

Une consommation excessive de sel pendant une longue période peut entraîner une augmentation de la teneur de cet élément chimique dans le corps. Les symptômes d'un excès de sodium peuvent être une augmentation de la température corporelle, un gonflement, une excitabilité nerveuse accrue, une altération du fonctionnement des reins. En cas d'apparition de tels symptômes, il est nécessaire de retirer de l'alimentation le sel de cuisine et les produits contenant beaucoup de ce métal (la liste sera donnée ci-dessous), puis de consulter immédiatement un médecin. Une teneur réduite en sodium dans le corps entraîne également des symptômes désagréables et un dysfonctionnement des organes. Cet élément chimique peut être lavé avec une utilisation prolongée de médicaments diurétiques ou en ne buvant que de l'eau purifiée (distillée), avec une transpiration accrue et une déshydratation du corps. Les symptômes d'une carence en sodium sont la soif, la peau et les muqueuses sèches, les vomissements et les nausées, le manque d'appétit, les troubles de la conscience et l'apathie, la tachycardie, l'arrêt du fonctionnement complet des reins.

Aliments riches en sodium

Afin d'éviter une teneur trop élevée ou trop faible dans le corps de l'élément chimique en question, il est nécessaire de savoir quel aliment en possède le plus. Tout d'abord, il s'agit du sel de cuisine déjà mentionné ci-dessus. Il contient 40 % de sodium. Il peut également s'agir de sel marin. De plus, ce métal se retrouve dans le soja et la sauce soja. Une grande quantité de sodium est observée dans les fruits de mer. Ce sont des algues, la plupart des types de poissons, des crevettes, des poulpes, de la chair de crabe, du caviar, des écrevisses, etc. Leur teneur en sodium est due au fait que ces organismes vivent dans un environnement salé avec une forte concentration de sels de divers métaux qui sont importants pour le fonctionnement normal de l'organisme.

L'utilisation de ce métal et de certains de ses composés

L'utilisation du sodium dans l'industrie est très polyvalente. Tout d'abord, cette substance est utilisée dans l'industrie chimique. Ici, il est nécessaire d'obtenir des substances telles que l'hydroxyde du métal en question, son fluorure, ses sulfates et ses nitrates. De plus, il est utilisé comme agent réducteur puissant - pour isoler les métaux purs de leurs sels. Il existe un sodium technique spécial destiné à être utilisé à ces fins. Ses propriétés sont fixées dans GOST 3273-75. En relation avec les fortes propriétés réductrices mentionnées ci-dessus, le sodium est largement utilisé en métallurgie.

Aussi, cet élément chimique trouve son application dans l'industrie pharmaceutique, où il est le plus souvent nécessaire pour obtenir son bromure, qui est l'un des composants principaux de nombreux sédatifs et antidépresseurs. De plus, le sodium peut être utilisé dans la fabrication de lampes à décharge de gaz - ce seront des sources de lumière jaune vif. Un composé chimique tel que le chlorate de sodium (NaClO 3) détruit les jeunes plantes, il est donc utilisé pour éliminer celles des voies ferrées afin d'éviter la prolifération de ces dernières. Le cyanure de sodium a été largement utilisé dans l'industrie de l'extraction de l'or. Avec son aide, ce métal est obtenu à partir de roches.

Comment le sodium est obtenu

La méthode la plus courante est la réaction du carbonate du métal en question avec le carbone. Pour ce faire, il est nécessaire de chauffer les deux substances indiquées à une température d'environ mille degrés Celsius. À la suite de cela, deux composés chimiques tels que le sodium et les fumées se forment. Lorsqu'une mole de carbonate de sodium réagit avec deux moles de carbone, on obtient deux moles du métal désiré et trois moles de monoxyde de carbone. L'équation de la réaction ci-dessus peut être écrite comme suit : NaCO 3 + 2С = 2Na + 3СО. De même, cet élément chimique peut être obtenu à partir de ses autres composés.

Réactions qualitatives

La présence de sodium +, comme tout autre cation ou anion, peut être déterminée par des manipulations chimiques spéciales. Une réaction qualitative à l'ion sodium brûle - si elle est présente, sa flamme sera colorée en jaune.

Où peut-on trouver l'élément chimique en question dans la nature

Tout d'abord, comme déjà mentionné, c'est l'un des composants des cellules animales et végétales. De plus, sa concentration élevée est observée dans l'eau de mer. De plus, le sodium fait partie de certains minéraux. Ceci, par exemple, est la sylvinite, sa formule est NaCl. KCl, ainsi que la carnallite, dont la formule est KCl.MgCl 2 .6H 2 O. Le premier d'entre eux a une structure hétérogène avec des parties multicolores alternées, orange, rose, bleu, rouge se retrouvent dans sa couleur. Ce minéral est complètement soluble dans l'eau. La carnallite, selon le lieu de formation et les impuretés, peut également avoir des couleurs différentes. Il peut être rouge, jaune, blanc, bleu clair et également transparent. Il a un lustre doux, les rayons de lumière qu'il contient sont fortement réfractés. Ces deux minéraux servent de matières premières à la production des métaux qui en font partie : sodium, potassium, magnésium.

Les scientifiques pensent que le métal que nous avons examiné dans cet article est l'un des plus courants dans la nature, car il se trouve à 2,5% dans la croûte terrestre.