Sejarah Sodium, Struktur, Sifat, Risiko dan Penggunaan

Dia sodium Ini adalah logam alkali dari kelompok 1 dari tabel periodik. Nomor atomnya adalah 11 dan diwakili dengan simbol kimia Na. Ini adalah logam ringan, kurang padat dari air, putih perak yang menjadi abu -abu ketika terpapar ke udara; Itulah mengapa disimpan dalam parafin atau gas mulia.

Selain itu, ini adalah logam lunak yang dapat dipotong dengan pisau dan menjadi rapuh pada suhu rendah. Bereaksi secara eksplosif dengan air untuk membentuk natrium hidroksida dan hidrogen gas; Itu juga bereaksi dengan udara lembab dan kelembaban tangan telanjang.

Sodium logam disimpan dalam botol dan terendam dalam minyak sehingga tidak bereaksi dengan udara. Sumber: Gambar Hi-Res Elemen ofchemical [CC oleh 3.0 (https: // createveCommons.Org/lisensi/oleh/3.0)]

Logam ini ditemukan di batu -batu mineral batu seperti halit (natrium klorida), di Salmuela dan di laut. Sodium klorida mewakili 80% dari semua bahan yang dilarutkan di laut, memiliki natrium yang berlimpah 1,05%. Itu adalah elemen keenam dalam kelimpahan kerak bumi.

Analisis spektrum cahaya dari bintang -bintang, telah memungkinkan untuk mendeteksi kehadiran mereka di dalamnya, termasuk matahari. Demikian juga, kehadirannya dalam meteorit telah ditentukan.

Sodium adalah konduktor termal dan listrik yang baik, selain memiliki kapasitas penyerapan panas yang hebat. Mengalami fenomena fotoelektrik, yaitu, mampu memancarkan elektron saat diterangi. Saat nyala api itu memancarkan cahaya kuning yang intens.

Sodium cair bertindak sebagai zat perpindahan panas, itulah sebabnya digunakan sebagai refrigeran pada reaktor nuklir tertentu. Ini juga digunakan sebagai deoksidan dan peredam logam, sehingga telah digunakan dalam pemurnian logam transisi, seperti titanium dan zirkonium.

Sodium adalah wajib pajak utama untuk osmolaritas kompartemen ekstraseluler dan volumenya. Ini juga bertanggung jawab atas generasi potensi aksi dalam sel yang bersemangat dan awal kontraksi otot.

Asupan natrium berlebih dapat menghasilkan: penyakit kardiovaskular, peningkatan risiko kecelakaan otak, osteoporosis akibat mobilisasi kalsium tulang dan kerusakan ginjal.

[TOC]

Sejarah

Manusia telah menggunakan senyawa natrium sejak zaman kuno, terutama natrium klorida (garam umum) dan natrium karbonat. Pentingnya garam adalah bukti.

Pada Abad Pertengahan Senyawa natrium digunakan dengan nama Latin "Sodanum", yang berarti sakit kepala.

Pada tahun 1807, Sir Humbrey Davy mengisolasi natrium melalui elektrolisis natrium hidroksida. Davy juga mengisolasi kalium, pada saat mereka mempertimbangkan natrium hidroksida dan kalium hidroksida seperti zat dasar dan disebut alkali tetap tetap.

Davy dalam sepucuk surat kepada seorang teman, dia menulis: “Saya mogok dan membeli kembali alkalis tetap dan menemukan bahwa pangkalan mereka adalah dua zat zat baru yang sangat mudah terbakar mirip dengan logam; Tetapi salah satunya lebih mudah terbakar daripada yang lain dan sangat reaktif ".

Pada tahun 1814, Jöns Jakob dalam sistem simbol kimianya menggunakan singkatan NA untuk kata Latin 'natrium', untuk menyebut natrium. Kata ini berasal dari nama 'natron' Mesir yang digunakan untuk menyebut natrium karbonat.

Struktur dan konfigurasi elektronik natrium

Sodium logam mengkristal dalam struktur kubik yang berpusat pada tubuh (BCC). Oleh karena itu, atom Na mereka diposisikan membentuk kubus, dengan satu terletak di tengah dan masing -masing dengan delapan tetangga.

Struktur ini ditandai dengan menjadi yang paling padat dari semua, yang setuju dengan kepadatan rendah untuk logam ini; Begitu rendah, sehingga bersama dengan lithium dan kalium, satu -satunya logam yang dapat mengapung dalam air cair (sebelum meledak, tentu saja). Massa atomnya yang rendah, dalam kaitannya dengan radio atomnya yang tebal, juga berkontribusi pada properti ini.

Tautan logam yang dihasilkan, bagaimanapun, cukup lemah, dapat menjelaskan dari konfigurasi elektronik:

[Ne] 3s¹

Elektron lapisan tertutup tidak berpartisipasi (setidaknya dalam kondisi normal) dalam ikatan logam; tetapi elektron orbital 3S. Atom na orbital na 3s untuk membuat pita valencia; dan 3p, kosong, band mengemudi.

Band 3 ini menjadi biji, serta untuk kepadatan rendah kaca, membuat kekuatan, diatur oleh "lautan elektron", lemah. Akibatnya, natrium logam dapat dipotong dengan logam dan meleleh hanya 98ºC.

Transisi fase

Sodium Crystal dapat mengalami perubahan dalam strukturnya dengan mengalami peningkatan tekanan; Sedangkan saat memanaskannya, tidak mungkin menderita transisi fase karena titik lelehnya yang rendah.

Begitu transisi fase dimulai, sifat logam berubah. Misalnya, transisi pertama menghasilkan struktur kubik yang berpusat pada wajah (FCC). Dengan demikian, struktur tebal kecil BCC dipadatkan ke FCC dengan menekan natrium logam.

Dapat melayani Anda: ethyl eter

Mungkin ini tidak menghasilkan perubahan yang cukup besar dalam sifat natrium daripada dalam kepadatannya. Namun, ketika tekanannya sangat tinggi, alotrop (bukan polimorf karena mereka adalah logam murni) secara mengejutkan menjadi isolator dan listrik; yaitu, bahkan elektron difiksasi dalam kaca sebagai anion dan tidak bersirkulasi dengan bebas.

Selain yang di atas, warnanya juga berubah; Natrium berhenti menjadi keabu -abuan menjadi gelap, kemerahan atau bahkan transparan, saat tekanan operasi naik.

Angka oksidasi

Mengingat orbital Valencia 3s, ketika natrium kehilangan satu -satunya elektron, ia berubah dengan cepat menjadi kation⁺, yang isolektronik menjadi neon. Yaitu keduanya na⁺ Karena NE memiliki jumlah elektron yang sama. Jika keberadaan Na diasumsikan⁺ Di senyawa, kemudian dikatakan bahwa angka oksidasi adalah +1.

Sementara yang sebaliknya terjadi, yaitu, natrium memenangkan elektron, konfigurasi elektronik yang dihasilkan adalah [NE] 3S²; Sekarang isolektronik dengan magnesium, dalam kasus anion na^- disebut soduro. Jika keberadaan Na diasumsikan^- Dalam senyawa, maka natrium akan memiliki jumlah oksidasi -1.

Properti

Larutan etil dari pembakaran natrium klorida untuk memanifestasikan warna kuning khas api untuk logam ini. Sumber: Der Messer [CC BY-SA 3.0 (https: // createveCommons.Org/lisensi/by-sa/3.0)]

Deskripsi Fisik

Logam lembut, ulet, lunak.

Berat atom

22.989 g/mol.

Warna

Sodium adalah logam perak ringan. Cemerlang saat Anda baru saja dipotong, tetapi Anda kehilangan kilau saat berhubungan dengan udara, menjadi buram. Lunak pada suhu, tetapi cukup keras pada -20 ºC.

Titik didih

880 ºC.

Titik lebur

97.82 ºC (hampir 98 ºC).

Kepadatan

Pada suhu kamar: 0,968 g/cm³.

Dalam keadaan cair (titik leleh): 0,927 g/cm³.

Kelarutan

Tidak larut dalam benzena, keros dan bensin. Itu larut dalam amonium cair, memberikan larutan biru. Itu larut dalam merkuri membentuk amalgam.

Tekanan uap

Suhu 802 K: 1 kPa; Artinya, tekanan uapnya sangat rendah bahkan pada suhu tinggi.

Penguraian

Ini terurai dengan keras dalam air, membentuk natrium dan hidrogen hidroksida.

Suhu diri sendiri

120-125 ºC.

Zat yang lengket dan kental

0,680 cp pada 100 ºC

Tegangan permukaan

192 Dins/cm ke Fusion Point.

Indeks bias

4.22.

Elektronegativitas

0,93 pada skala Pauling.

Energi ionisasi

Ionisasi pertama: 495,8 kJ/mol.

Ionisasi kedua: 4.562 kJ/mol.

Ionisasi ketiga: 6.910.3 kJ/mol.

Radio atom

186 sore.

Kovalen radio

166 ± 9 malam.

Ekspansi termal

71 μm (m · k) pada 26 ° C.

Konduktivitas termal

132.3 W/M · K pada 293.15 K.

Resistivitas listrik

4.77 × 10^-8 Ω · m A 293 K.

Tata nama

Sodium untuk memiliki jumlah oksidasi tunggal +1 nama senyawanya, diatur oleh nomenklatur stok, disederhanakan dengan tidak menentukan jumlah tersebut antara tanda kurung dan dengan angka Romawi.

Demikian pula, nama mereka menurut nomenklatur tradisional semuanya berakhir dengan akhiran -ICO.

Misalnya, NaCl adalah natrium klorida sesuai dengan nomenklatur stok, menjadi salah natrium klorida (I). Ini juga disebut natrium monoklorida, menurut nomenklatur sistematis; dan natrium klorida, menurut nomenklatur tradisional. Namun, nama Anda yang paling umum adalah garam meja.

Kertas Biologis

Komponen osmotik

Sodium memiliki konsentrasi ekstraseluler 140 mmol/L, dalam bentuk ionik (NA⁺). Untuk mempertahankan elektroneutralitas kompartemen ekstraseluler, NA⁺ Itu disertai dengan anion klorida (CL^-) dan bikarbonat (HCO₃^-), dengan konsentrasi 105 mmol/L dan masing -masing 25 mmol/L.

Kation⁺ Ini adalah komponen osmotik utama dan memiliki kontribusi terbesar terhadap osmolaritas kompartemen ekstraseluler, sehingga ada osmolaritas yang sama antara kompartemen ekstraseluler dan intraseluler yang menjamin integritas kompartemen intraseluler.

Di sisi lain, konsentrasi intraseluler NA⁺ adalah 15 mmol/l. Jadi: Mengapa konsentrasi NA Match yang ekstra dan intraseluler⁺?

Ada dua alasan untuk ini tidak terjadi: a) membran plasma sedikit permeabel pada NA⁺. b) keberadaan pompa na⁺-K⁺.

Pompa adalah sistem enzimatik yang ada di membran plasma yang menggunakan energi yang terkandung dalam ATP untuk mengambil tiga atom Na⁺ dan memperkenalkan dua atom K⁺.

Selain itu, ada satu set hormon, termasuk aldosteron yang dengan mempromosikan reabsorpsi ginjal natrium menjamin pemeliharaan konsentrasi ekstraseluler natrium dalam nilai yang sama. Hormon antidiuretik membantu pemeliharaan volume ekstraseluler.

Produksi potensi aksi

Sel -sel yang bersemangat (neuron dan sel otot) adalah yang merespons stimulus yang memadai dengan pembentukan suatu tindakan atau potensi impuls saraf. Sel -sel ini mempertahankan perbedaan tegangan melalui membran plasma.

Dapat melayani Anda: sistem material

Interior seluler bermuatan negatif dalam kaitannya dengan eksterior sel dalam kondisi istirahat. Diberi stimulus tertentu, ada peningkatan permeabilitas membran untuk NA⁺ dan masukkan sel sejumlah kecil ion Na⁺, menyebabkan interior sel memuat secara positif.

Di atas adalah apa yang dikenal sebagai potensi aksi, yang dapat disebarkan ke seluruh neuron dan merupakan cara di mana informasi bergerak melaluinya.

Saat potensial aksi mencapai sel otot, merangsangnya untuk kontraksi melalui mekanisme yang lebih atau kurang kompleks.

Singkatnya, natrium bertanggung jawab atas produksi potensi aksi dalam sel yang bersemangat dan awal kontraksi sel otot.

Di mana letaknya

kerak bumi

Sodium adalah elemen ketujuh paling melimpah di kerak bumi, mewakili 2,8 % darinya. Sodium klorida adalah bagian dari mineral halita, yang mewakili 80% bahan yang dilarutkan di laut. Kandungan natrium laut adalah 1,05%.

Sodium adalah elemen yang sangat reaktif, itulah sebabnya bukan asli atau dasar. Ditemukan dalam mineral terlarut seperti halit atau mineral yang tidak larut seperti kreol (aluminium dan natrium fluorida))).

Mineral Laut dan Halita

Selain laut secara umum, Laut Mati ditandai dengan memiliki konsentrasi garam dan mineral yang sangat tinggi, terutama natrium klorida. Danau asin besar di Amerika Serikat juga menyajikan konsentrasi natrium yang tinggi.

Natrium klorida hampir murni dalam mineral halita, hadir di laut dan di struktur batuan. Roca atau garam mineral kurang murni dari halit, berada di deposit mineral di Inggris, Prancis, Jerman, Cina dan Rusia.

Deposit Saline

Garam diekstraksi dari endapan batu dengan fragmentasi batu, diikuti oleh proses pemurnian garam. Pada kesempatan lain, air dimasukkan ke dalam endapan garam untuk melarutkannya dan membentuk air garam, yang kemudian dipompa ke permukaan.

Garam diperoleh dari laut di cekungan dangkal yang dikenal sebagai salinas, melalui penguapan matahari. Garam yang diperoleh dengan cara ini disebut garam dari teluk atau garam laut.

Sel downs

Sodium diproduksi oleh pengurangan karbonat karbonat karbotermal yang dilakukan pada 1.100 ºC. Saat ini, diproduksi oleh elektrolisis natrium klorida cair, menggunakan sel Downs.

Namun, karena natrium cair klorida memiliki titik lebur ~ 800 ºC, kalsium klorida atau natrium karbonat ditambahkan untuk mengurangi titik leleh menjadi 600 ºC.

Di ruang Downs katoda adalah besi dalam bentuk melingkar, di sekitar anoda karbon. Produk elektrolisis dipisahkan oleh mesh baja untuk mencegah produk elektrolisis menghubungi: natrium dan klorin dasar.

Dalam anoda (+) reaksi oksidasi berikut terjadi:

2 Cl^- (L) → CL₂ (g) +2 e^-

Sementara itu, dalam katoda (-) reaksi reduksi berikut terjadi:

2 na⁺ (L) +2 e^-    → 2 Na (l)

Reaksi

Pembentukan oksida dan hidroksida

Itu sangat reaktif di udara tergantung pada kelembabannya. Bereaksi membentuk film natrium hidroksida, yang dapat menyerap karbon dioksida dan akhirnya membentuk natrium bikarbonat.

Itu teroksidasi di udara untuk berasal natrium monoksida (NA₂SALAH SATU). Sedangkan natrium superoksida (NAO₂) Disiapkan dengan memanaskan natrium logam pada 300 ºC dengan oksigen bertekanan tinggi.

Dalam keadaan cair itu membara 125 ºC, menghasilkan asap putih yang menjengkelkan, mampu menghasilkan batuk. Ini juga bereaksi dengan kuat dengan air untuk menghasilkan natrium hidroksida dan hidrogen gas, menyebabkan ledakan reaksi. Reaksi ini sangat eksotermik.

Na +h₂O → NaOH +1/2 jam₂  (3.367 kilokalori/mol)

Dengan asam terhalogenasi

Asam terhalogenasi, seperti asam klorida, bereaksi dengan natrium untuk membentuk halida yang sesuai. Sementara itu, reaksinya dengan asam nitrat menghasilkan natrium nitrat; Dan dengan asam sulfat, menghasilkan natrium sulfat.

Pengurangan

NA mengurangi oksida logam transisi, menghasilkan logam yang sesuai saat melepaskannya dari oksigen. Sodium juga bereaksi dengan penghentian logam transisi, menghasilkan logam untuk membentuk natrium klorida dan melepaskan logam.

Reaksi ini telah berfungsi untuk mendapatkan logam transisi, termasuk titanium dan tantalus.

Dengan amonia

Reaksi natrium dengan amonia cair pada suhu rendah dan perlahan -lahan membentuk sodamida (nanh₂) dan hidrogen.

Na +NH₃    → Nanh₂     +       1/2 jam₂

Dapat melayani Anda: renio: penemuan, sifat, struktur, penggunaan

Amonia cair berfungsi sebagai pelarut untuk reaksi natrium dengan beberapa logam, termasuk arsenik, teluro, antimon dan bismuth.

Organik

Bereaksi dengan alkohol untuk menghasilkan alkohol atau alkohol:

Na +ROH → Rona +1/2 jam₂

Ini menghasilkan kehancuran senyawa organik, menyebabkan duplikasi dalam jumlah karbon senyawa:

2 Na +2 RCL → R-R +2 NaCl

Octane dapat diproduksi dengan kehancuran butana bromida dengan natrium.

Dengan logam

Sodium dapat bereaksi dengan logam alkali lain untuk membentuk eutctic: paduan yang terbentuk pada suhu yang lebih rendah daripada komponennya; Misalnya, NAK yang memiliki persentase K sebesar 78%. Sodium juga membentuk paduan dengan berilium dengan persentase kecil dari yang pertama.

Logam mulia seperti emas, perak, platinum, paladium dan iridium, serta logam putih seperti timbal, timah dan antimon, membentuk paduan dengan natrium cair.

Risiko

Itu adalah logam yang bereaksi dengan intens dengan air. Oleh karena itu, dalam kontak dengan jaringan manusia yang dilapisi air, itu dapat menyebabkan kerusakan parah. Memproduksi dengan kontak dengan kulit dan mata luka bakar yang serius.

Juga, dengan konsumsi dapat menyebabkan perforasi kerongkongan dan lambung. Namun, meskipun cedera ini serius, hanya sebagian kecil dari populasi yang terpapar pada mereka.

Kerusakan terbesar yang disebabkan oleh natrium adalah karena asupan yang berlebihan dalam makanan atau minuman yang dibuat oleh orang -orang.

Tubuh manusia membutuhkan asupan natrium 500 mg/hari, untuk memenuhi fungsinya dalam mengemudi saraf, serta dalam kontraksi otot.

Tetapi jumlah natrium yang jauh lebih besar biasanya dicerna dalam makanan, yang menghasilkan peningkatan plasma dan konsentrasi darah yang sama.

Ini dapat menyebabkan hipertensi arteri, penyakit kardiovaskular dan kecelakaan otak.

Hypernatremia juga dikaitkan dengan generasi osteoporosis untuk menginduksi output kalsium jaringan tulang. Ginjal mengalami kesulitan mempertahankan konsentrasi plasma natrium normal meskipun asupan berlebihan, yang dapat menyebabkan kerusakan ginjal.

Aplikasi

Sodium logam

Ini digunakan dalam metalurgi sebagai agen deoksidan dan peredam dalam persiapan kalsium, zirkonium, titanium dan logam lainnya. Misalnya, kurangi titanium tetrachloride (TICL₄) Untuk menghasilkan titanium logam.

Sodium cair digunakan sebagai zat perpindahan panas, sehingga digunakan sebagai refrigeran di beberapa reaktor nuklir.

Ini digunakan sebagai bahan baku dalam pembuatan natrium lauril sulfat, bahan utama deterjen sintetis. Ini juga campur tangan dalam pembuatan polimer seperti nilon dan senyawa seperti sianida dan natrium peroksida. Juga dalam produksi pewarna dan sintesis parfum.

Sodium digunakan dalam pemurnian hidrokarbon dan polimerisasi hidrokarbon yang tidak larut. Ini juga digunakan dalam berbagai pengurangan organik. Dilarahkan dalam amonium cair digunakan untuk mengurangi alkine menjadi transalqueno.

Lampu uap natrium dibangun untuk pencahayaan publik di kota -kota. Mereka memasok warna kuning, mirip dengan yang diamati saat natrium dibakar dalam korek api.

Sodium bertindak sebagai pengeringan yang menyediakan warna biru di benzofenon, menunjukkan bahwa produk dalam proses pengeringan telah mencapai pengeringan yang diinginkan.

Senyawa

Khlorida

Digunakan untuk membumbui dan menghemat makanan. Elektrolisis natrium klorida menghasilkan natrium hipoklorit (NAOCL), digunakan dalam pembersihan rumah sebagai klorin. Selain itu, digunakan sebagai lebih putih industri dari kertas bubur kertas dan tekstil atau di desinfeksi air.

Sodium hipoklorit digunakan dalam persiapan obat tertentu seperti antiseptik dan fungisida.

Karbonat dan bikarbonat

Sodium karbonat digunakan dalam pembuatan kaca, deterjen dan pembersih. Sodium karbonat monohidrasi digunakan dalam fotografi sebagai komponen pengembang.

Natrium bikarbonat adalah sumber karbon dioksida. Untuk alasan ini digunakan dalam baking powder, dalam garam dan minuman effervescent dan juga alat pemadam api kimia kering. Ini juga digunakan dalam proses penyamakan kulit dan persiapan wol.

Sodium bikarbonat adalah senyawa alkali, digunakan dalam pengobatan obat lambung dan hiperakiditas urin.

Sulfat

Ini digunakan dalam pembuatan kertas kraft, kardus, kaca dan deterjen. Sodium thiosulfate digunakan dalam fotografi untuk memperbaiki negatif dan kesan yang dikembangkan.

Hidroksida

Biasa disebut kaustik atau pemutih, digunakan dalam netralisasi asam dalam pemurnian minyak. Bereaksi dengan asam lemak dalam pembuatan sabun. Selain itu, digunakan dalam pengobatan selulosa.

Nitrat

Ini digunakan sebagai pupuk yang menyediakan nitrogen, menjadi komponen dinamit.

Referensi

1. Shiver & Atkins. (2008). Kimia anorganik. (Edisi keempat). MC Graw Hill.
2. Sodium. (2019). Sodium. Diperoleh dari: di.Wikipedia.org
3. Pusat Nasional Informasi Bioteknologi. (2019). Sodium. Database pubchem. CID = 5360545. Pulih dari: pubchem.NCBI.Nlm.Nih.Pemerintah
4. Ganong, w. F. (2003). Fisiologi Medis Edisi ke -19. Editorial Manual Modern.
5. Wikipedia. (2019). Sodium. Diperoleh dari: di.Wikipedia.org
6. Presiden dan Fellows of Harvard College. (2019). Garam dan natrium. Pulih dari: hsph.Harvard.Edu
7. Para editor Eeritlopaedia Britannica. (7 Juni 2019). Sodium. Encyclopædia Britannica. Dipulihkan dari: Britannica.com