Sodyum

Sodyum ⓘ
Tehlikeler
	GHS etiketlemesi:
Piktogramlar
Sinyal kelimesi	Tehlike
Tehlike bildirimleri	H260, H314
Önlem ifadeleri	P223, P231+P232, P280, P305+P351+P338, P370+P378, P422
NFPA 704 (yangın elması)	3 2 2 W

Sodyum, ₁₁Na ⓘ
Sodyum
Görünüş	gümüşi beyaz metalik
Standart atom ağırlığı Ar°(Na)	22.98976928±0.00000002; 22.990±0.001 (kısaltılmış);
Periyodik tabloda sodyum
	neon ← Sodyum → magnezyum
Atom numarası (Z)	11
Grup	grup 1: hi̇drojen ve alkali̇ metaller
Dönem	dönem 3
Blok	s-blok
Elektron konfigürasyonu	[[[Neon\|Ne]]] 3s1
Kabuk başına elektron	2, 8, 1
Fiziksel özellikler
STP'de Faz	katı
Erime noktası	370.944 K (97.794 °C, 208.029 °F)
Kaynama noktası	1156.090 K (882.940 °C, 1621.292 °F)
Yoğunluk (r.t.'ye yakın)	0,968 g/cm3
sıvı olduğunda (m.p.'de)	0,927 g/cm3
Kritik nokta	2573 K, 35 MPa (ekstrapole edilmiş)
Füzyon ısısı	2,60 kJ/mol
Buharlaşma ısısı	97,42 kJ/mol
Molar ısı kapasitesi	28.230 J/(mol-K)
Atomik özellikler
Oksidasyon durumları	-1, +1 (güçlü bazik bir oksit)
Elektronegatiflik	Pauling ölçeği: 0.93
İyonlaşma enerjileri	1: 495,8 kJ/mol ; 2.: 4562 kJ/mol ; 3.: 6910,3 kJ/mol ; (daha fazla) ;
Atomik yarıçap	ampi̇ri̇k: 186 pm
Kovalent yarıçap	166±9 pm
Van der Waals yarıçapı	227 pm
	Sodyumun spektral çizgileri
Diğer özellikler
Doğal oluşum	ilkel
Kristal yapı	gövde merkezli kübik (bcc)
Ses hızı ince çubuk	3200 m/s (20 °C'de)
Termal genleşme	71 µm/(m⋅K) (25 °C'de)
Termal iletkenlik	142 W/(m⋅K)
Elektriksel direnç	47,7 nΩ⋅m (20 °C'de)
Manyetik sipariş	paramanyetik
Molar manyetik duyarlılık	+16,0×10-6 cm3/mol (298 K)
Young modülü	10 GPa
Kayma modülü	3,3 GPa
Yığın modülü	6,3 GPa
Mohs sertliği	0.5
Brinell sertliği	0,69 MPa
CAS Numarası	7440-23-5
Tarih
Keşif ve ilk izolasyon	Humphry Davy (1807)
Sembol	"Na": Yeni Latince natrium'dan, Almanca Natron, 'natron' kelimesinden türetilmiştir
Sodyumun ana izotopları
	Kategori Sodyum; görünüm; konuşmak; Düzenle; \| referanslar

Sodyum, Na (Latince natrium'dan) sembolüne ve 11 atom numarasına sahip kimyasal bir elementtir. Yumuşak, gümüşi-beyaz, yüksek reaktif bir metaldir. Sodyum, periyodik tablonun 1. grubunda yer alan bir alkali metaldir. Tek kararlı izotopu ²³Na'dır. Serbest metal doğada bulunmaz ve bileşiklerden hazırlanması gerekir. Sodyum, yerkabuğunda en bol bulunan altıncı elementtir ve feldspatlar, sodalit ve halit (NaCl) gibi çok sayıda mineralde bulunur. Birçok sodyum tuzu suda yüksek oranda çözünür: sodyum iyonları suyun etkisiyle Dünya'nın minerallerinden çağlar boyunca süzülmüştür ve bu nedenle sodyum ve klor okyanuslarda ağırlıkça en yaygın çözünmüş elementlerdir. ⓘ

Sodyum ilk olarak 1807 yılında Humphry Davy tarafından sodyum hidroksitin elektrolizi ile izole edilmiştir. Diğer birçok faydalı sodyum bileşiğinin yanı sıra, sodyum hidroksit (kül suyu) sabun üretiminde kullanılır ve sodyum klorür (yenilebilir tuz) buz çözücü bir maddedir ve insanlar dahil hayvanlar için bir besindir. ⓘ

Sodyum tüm hayvanlar ve bazı bitkiler için temel bir elementtir. Sodyum iyonları hücre dışı sıvıdaki (ECF) başlıca katyondur ve bu nedenle ECF ozmotik basıncına ve ECF bölme hacmine başlıca katkıda bulunur. ECF bölmesinden su kaybı sodyum konsantrasyonunu artırır, bu durum hipernatremi olarak adlandırılır. ECF kompartmanından izotonik su ve sodyum kaybı, ECF hipovolemisi olarak adlandırılan bir durumda bu kompartmanın boyutunu azaltır. ⓘ

Sodyum-potasyum pompası sayesinde, canlı insan hücreleri içeri pompalanan iki potasyum iyonuna karşılık üç sodyum iyonunu hücre dışına pompalar; hücre zarı boyunca iyon konsantrasyonları karşılaştırıldığında, içten dışa, potasyum yaklaşık 40:1 ve sodyum yaklaşık 1:10 olarak ölçülür. Sinir hücrelerinde, hücre zarı boyunca elektrik yükü, yük dağıldığında sinir impulsunun (bir aksiyon potansiyeli) iletilmesini sağlar; sodyum bu aktivitede önemli bir rol oynar. ⓘ

Özellikler

Fiziksel

Sodyum için D çizgisini gösteren emisyon spektrumu. ⓘ

Standart sıcaklık ve basınçta sodyum, havadaki oksijenle birleşen ve genellikle depolandığı koşullar olan yağ veya inert gaza daldırılmadığı sürece grimsi beyaz sodyum oksit oluşturan yumuşak gümüşi bir metaldir. Sodyum metali bıçakla kolayca kesilebilir ve iyi bir elektrik ve ısı iletkenidir, çünkü değerlik kabuğunda sadece bir elektron vardır, bu da zayıf metalik bağ ve enerji taşıyan serbest elektronlarla sonuçlanır. Düşük atom kütlesine ve büyük atom yarıçapına sahip olması nedeniyle sodyum, tüm temel metaller arasında en az yoğun üçüncü metaldir ve diğer ikisi lityum ve potasyum olmak üzere su üzerinde yüzebilen sadece üç metalden biridir. ⓘ

Sodyumun erime (98 °C) ve kaynama (883 °C) noktaları lityumunkinden daha düşüktür ancak gruptaki periyodik eğilimleri takip ederek daha ağır alkali metaller olan potasyum, rubidyum ve sezyumunkinden daha yüksektir. Bu özellikler yüksek basınçlarda önemli ölçüde değişir: 1,5 Mbar'da renk gümüşi metalikten siyaha dönüşür; 1,9 Mbar'da malzeme kırmızı bir renkle şeffaflaşır; ve 3 Mbar'da sodyum berrak ve şeffaf bir katıdır. Tüm bu yüksek basınç allotropları yalıtkan ve elektriklidir. ⓘ

Sodyum için pozitif bir alev testi parlak sarı bir renge sahiptir. ⓘ

Alev testinde sodyum ve bileşikleri sarı renkte parlar çünkü sodyumun uyarılmış 3s elektronları 3p'den 3s'ye düştüklerinde bir foton yayarlar; bu fotonun dalga boyu yaklaşık 589,3 nm'deki D çizgisine karşılık gelir. 3p orbitalindeki elektronu içeren spin-yörünge etkileşimleri D çizgisini 589,0 ve 589,6 nm'de ikiye böler; her iki orbitali içeren hiper ince yapılar daha birçok çizgiye neden olur. ⓘ

İzotoplar

Yirmi sodyum izotopu bilinmektedir, ancak sadece ²³Na kararlıdır. ²³Na yıldızlardaki karbon yakma sürecinde iki karbon atomunun birleşmesiyle oluşur; bunun için 600 megakelvinin üzerinde sıcaklıklar ve en az üç güneş kütlesinde bir yıldız gerekir. İki radyoaktif, kozmojenik izotop kozmik ışın yayılmasının yan ürünüdür: ²²Na'nın yarı ömrü 2,6 yıl ve ²⁴Na'nın yarı ömrü 15 saattir; diğer tüm izotopların yarı ömrü bir dakikadan azdır. ⓘ

İki nükleer izomer keşfedilmiştir, bunlardan daha uzun ömürlü olanı yaklaşık 20,2 milisaniye yarı ömre sahip ^24mNa'dır. Bir nükleer kritiklik kazasından kaynaklanan akut nötron radyasyonu, insan kanındaki kararlı ²³Na'nın bir kısmını ²⁴Na'ya dönüştürür; bir kurbanın nötron radyasyon dozu, ²³Na'ya göre ²⁴Na konsantrasyonu ölçülerek hesaplanabilir. ⓘ

Sodyumun bilinen 13 izotopu vardır. En kararlı olanı ²³Na dur. İki adet radyo-izotopu vardır: ²²Na (yarılanma ömrü = 2 bin 605 yıl) ve ²⁴Na (yarılanma ömrü yaklaşık 15 saat). ⓘ

Kimya

Sodyum atomları 11 elektrona sahiptir, bu da soy gaz neonun kararlı konfigürasyonundan bir fazladır. Birinci ve ikinci iyonlaşma enerjileri sırasıyla 495,8 kJ/mol ve 4562 kJ/mol'dür. Sonuç olarak, sodyum genellikle Na⁺ katyonunu içeren iyonik bileşikler oluşturur. ⓘ

Metalik sodyum genellikle potasyumdan daha az reaktif ve lityumdan daha reaktiftir. Sodyum metali oldukça indirgeyicidir, Na⁺/Na çifti için standart indirgeme potansiyeli -2,71 volttur, ancak potasyum ve lityum daha da negatif potansiyellere sahiptir. ⓘ

Tuzlar ve oksitler

Na⁺ ve Cl- merkezleri etrafında oktahedral koordinasyonu gösteren sodyum klorür yapısı. Bu yapı suda çözündüğünde parçalanır ve su buharlaştığında yeniden birleşir. ⓘ

Sodyum bileşikleri muazzam ticari öneme sahiptir ve özellikle cam, kağıt, sabun ve tekstil üreten endüstriler için merkezi öneme sahiptir. En önemli sodyum bileşikleri sofra tuzu (NaCl), soda külü (Na₂CO₃), kabartma tozu (NaHCO₃), kostik soda (NaOH), sodyum nitrat (NaNO₃), di- ve tri-sodyum fosfatlar, sodyum tiyosülfat (Na₂S₂O₃-5H₂O) ve borakstır (Na₂B₄O₇-10H₂O). Bileşiklerde sodyum genellikle su ve anyonlara iyonik olarak bağlanır ve sert bir Lewis asidi olarak görülür. ⓘ

Tipik bir sabun olan sodyum stearatın kimyasal yapısının iki eşdeğer görüntüsü. ⓘ

Sabunların çoğu yağ asitlerinin sodyum tuzlarıdır. Sodyum sabunları potasyum sabunlarından daha yüksek bir erime sıcaklığına sahiptir (ve "daha sert" görünür). Sodyum içeren karışık oksitler umut verici katalizörler ve fotokatalizörlerdir. Fotokimyasal olarak araya giren sodyum iyonu WO₃'ün fotoelektrokatalitik aktivitesini artırır. ⓘ

Tüm alkali metaller gibi sodyum da suyla ekzotermik olarak reaksiyona girer. Reaksiyon kostik soda (sodyum hidroksit) ve yanıcı hidrojen gazı üretir. Havada yakıldığında, bir miktar sodyum oksitle birlikte esas olarak sodyum peroksit oluşturur. ⓘ

Sulu çözeltiler

Sodyum, halojenürler, sülfatlar, nitratlar, karboksilatlar ve karbonatlar gibi suda çözünen bileşikler oluşturma eğilimindedir. Ana sulu türler [Na(H₂O)n]⁺ aquo kompleksleridir, burada n = 4-8; n = 6 X-ışını kırınım verileri ve bilgisayar simülasyonlarından belirtilmiştir. ⓘ

Sodyum tuzlarının sulu çözeltilerden doğrudan çökeltilmesi nadirdir çünkü sodyum tuzları tipik olarak suya karşı yüksek bir afiniteye sahiptir. Bunun bir istisnası sodyum bizmutattır (NaBiO₃). Bileşiklerinin yüksek çözünürlüğü nedeniyle, sodyum tuzları genellikle buharlaştırma veya etanol gibi organik bir antisolvent ile çökeltme yoluyla katı olarak izole edilir; örneğin, sadece 0.35 g / L sodyum klorür etanol içinde çözünecektir. 15-crown-5 gibi taç eterler faz-transfer katalizörü olarak kullanılabilir. ⓘ

Numunelerin sodyum içeriği atomik absorpsiyon spektrofotometresi veya iyon seçici elektrotlar kullanılarak potansiyometri ile belirlenir. ⓘ

Elektritler ve soditler

Diğer alkali metaller gibi sodyum da amonyak ve bazı aminlerde çözünerek koyu renkli çözeltiler verir; bu çözeltilerin buharlaştırılması metalik sodyumdan oluşan parlak bir film tabakası bırakır. Çözeltiler, pozitif yükün anyon olarak elektronlarla dengelendiği koordinasyon kompleksi (Na(NH₃)₆)⁺ içerir; kriptandlar bu komplekslerin kristal katılar olarak izole edilmesine izin verir. Sodyum, taç eterler, kriptandlar ve diğer ligandlarla kompleksler oluşturur. ⓘ

Örneğin, 15-crown-5 sodyum için yüksek bir afiniteye sahiptir çünkü 15-crown-5'in boşluk boyutu 1,7-2,2 Å'dur ve bu da sodyum iyonunu (1,9 Å) sığdırmak için yeterlidir. Taç eterler ve diğer iyonoforlar gibi kriptandlar da sodyum iyonu için yüksek bir afiniteye sahiptir; Na- alkalidinin türevleri, kriptandların amonyaktaki sodyum çözeltilerine orantısızlaştırma yoluyla eklenmesiyle elde edilebilir. ⓘ

Organosodyum bileşikleri

Sodyum (Na⁺, sarı ile gösterilmiştir) ve antibiyotik monensin-A kompleksinin yapısı. ⓘ

Birçok organosodyum bileşiği hazırlanmıştır. C-Na bağlarının yüksek polaritesi nedeniyle, karbanyon kaynakları (organik anyonlu tuzlar) gibi davranırlar. Bazı iyi bilinen türevler arasında sodyum siklopentadienid (NaC₅H₅) ve tritil sodyum ((C₆H₅)₃CNa) bulunur. Güçlü bir indirgeyici madde olan sodyum naftalin, Na⁺[C₁₀H₈-]-, Na ve naftalinin eterik çözeltilerde karıştırılmasıyla oluşur. ⓘ

İntermetalik bileşikler

Sodyum, potasyum, kalsiyum, kurşun ve 11. ve 12. grup elementler gibi birçok metalle alaşım oluşturur. Sodyum ve potasyum KNa₂ ve NaK oluşturur. NaK %40-90 oranında potasyum içerir ve ortam sıcaklığında sıvı haldedir. Mükemmel bir termal ve elektrik iletkenidir. Sodyum-kalsiyum alaşımları, NaCl-CaCl₂ ikili tuz karışımından ve NaCl-CaCl₂-BaCl₂ üçlü karışımından elektrolitik sodyum üretiminin yan ürünleridir. Kalsiyum sodyum ile sadece kısmen karışabilir ve söz konusu karışımlardan elde edilen sodyum içinde çözünmüş olan %1-2'lik kısmı 120 °C'ye kadar soğutularak ve filtrelenerek çöktürülebilir. ⓘ

Sıvı halde, sodyum kurşun ile tamamen karışabilir. Sodyum-kurşun alaşımları yapmak için birkaç yöntem vardır. Bunlardan biri bunları birlikte eritmek, diğeri ise erimiş kurşun katotlar üzerine elektrolitik olarak sodyum biriktirmektir. NaPb₃, NaPb, Na₉Pb₄, Na₅Pb₂ ve Na₁₅Pb₄ bilinen sodyum-kurşun alaşımlarından bazılarıdır. Sodyum ayrıca altın (NaAu₂) ve gümüş (NaAg₂) ile alaşımlar oluşturur. Grup 12 metallerinin (çinko, kadmiyum ve cıva) sodyum ile alaşım yaptığı bilinmektedir. NaZn₁₃ ve NaCd₂ çinko ve kadmiyum alaşımlarıdır. Sodyum ve cıva NaHg, NaHg₄, NaHg₂, Na₃Hg₂ ve Na₃Hg oluşturur. ⓘ

Tarih

İnsan sağlığındaki öneminden dolayı tuz, Romalı askerlere bazen diğer ücretleriyle birlikte verilen tuz gofretleri olan salarium'dan türeyen İngilizce salary kelimesinin de gösterdiği gibi, uzun zamandır önemli bir meta olmuştur. Ortaçağ Avrupa'sında, Latince adı sodanum olan bir sodyum bileşiği baş ağrısı ilacı olarak kullanılmıştır. Sodyum karbonat veya sodanın baş ağrısını hafifletici özellikleri erken dönemlerde iyi bilindiğinden, sodyum adının baş ağrısı anlamına gelen Arapça suda kelimesinden geldiği düşünülmektedir. ⓘ

Bazen soda olarak da adlandırılan sodyum, bileşiklerde uzun zamandır bilinmesine rağmen, metalin kendisi 1807 yılına kadar Sir Humphry Davy tarafından sodyum hidroksitin elektrolizi yoluyla izole edilmemiştir. 1809 yılında Alman fizikçi ve kimyager Ludwig Wilhelm Gilbert, Humphry Davy'nin "sodyum "u için Natronium ve Davy'nin "potasyum "u için Kalium isimlerini önerdi. ⓘ

Sodyumun kimyasal kısaltması ilk olarak 1814 yılında Jöns Jakob Berzelius tarafından atomik semboller sisteminde yayınlanmıştır ve elementin Yeni Latince adı olan natrium'un kısaltmasıdır ve esas olarak hidratlı sodyum karbonattan oluşan doğal bir mineral tuz olan Mısır natronuna atıfta bulunur. Natron tarihsel olarak birkaç önemli endüstriyel ve evsel kullanıma sahipti, daha sonra diğer sodyum bileşikleri tarafından gölgede bırakıldı. ⓘ

Sodyum alevlere yoğun sarı bir renk verir. Kirchhoff ve Bunsen 1860 gibi erken bir tarihte sodyum alev testinin yüksek hassasiyetine dikkat çekmiş ve Annalen der Physik und Chemie'de bunu belirtmişlerdir:

Cihazdan en uzaktaki 60 m³ 'lük odamızın bir köşesinde 3 mg sodyum kloratı süt şekeri ile patlattık ve yarıktan önce parlamayan alevi gözlemledik. Bir süre sonra parlak sarı renkte parladı ve ancak 10 dakika sonra kaybolan güçlü bir sodyum çizgisi gösterdi. Sodyum tuzunun ağırlığından ve odadaki havanın hacminden, havanın ağırlıkça bir bölümünün 1/20 milyonda bir ağırlıktan daha fazla sodyum içeremeyeceğini kolayca hesapladık. ⓘ

Oluşum

Yerkabuğunda %2,27 oranında sodyum bulunur; bu da onu alüminyum, demir, kalsiyum ve magnezyumun ardından ve potasyumun önünde, yeryüzünde en bol bulunan yedinci element ve en bol bulunan beşinci metal yapar. Sodyumun okyanuslardaki tahmini bolluğu litre başına 10,8 gramdır. Yüksek reaktivitesi nedeniyle hiçbir zaman saf bir element olarak bulunmaz. Halit ve natron gibi bazıları çok çözünür, amfibol ve zeolit gibi diğerleri çok daha az çözünür olan birçok mineralde bulunur. Kriyolit ve feldispat gibi bazı sodyum minerallerinin çözünmezliği, feldispat durumunda bir polisilikat olan polimerik anyonlarından kaynaklanır. ⓘ

Astronomik gözlemler

Atomik sodyum, spektrumun sarı-turuncu kısmında çok güçlü bir spektral çizgiye sahiptir (sodyum buharlı sokak lambalarında kullanılanla aynı çizgi). Bu, Güneş de dahil olmak üzere birçok yıldız türünde bir soğurma çizgisi olarak görülür. Bu çizgi ilk olarak 1814 yılında Joseph von Fraunhofer tarafından güneş spektrumunda Fraunhofer çizgileri olarak bilinen çizgileri araştırırken incelenmiştir. Fraunhofer bu çizgiyi "D" çizgisi olarak adlandırmıştır, ancak bu çizginin aslında ince ve hiper ince bir yapı tarafından bölünmüş yakın aralıklı çizgilerden oluşan bir grup olduğu bilinmektedir. ⓘ

D çizgisinin gücü, diğer birçok astronomik ortamda tespit edilmesini sağlar. Yıldızlarda, yüzeyleri sodyumun atomik formda (iyonize olmak yerine) var olması için yeterince soğuk olanlarda görülür. Bu kabaca F tipi ve daha soğuk yıldızlara karşılık gelir. Diğer birçok yıldız sodyum soğurma çizgisine sahip gibi görünür, ancak bu aslında ön plandaki yıldızlararası ortamdaki gazdan kaynaklanır. Bu ikisi yüksek çözünürlüklü spektroskopi ile ayırt edilebilir, çünkü yıldızlararası çizgiler yıldız dönmesi ile genişleyenlerden çok daha dardır. ⓘ

Sodyum ayrıca Merkür'ün atmosferi, Ay'ın ekzosferi ve diğer birçok cisim dahil olmak üzere birçok Güneş Sistemi ortamında tespit edilmiştir. Bazı kuyruklu yıldızların sodyum kuyruğu vardır ve bu kuyruk ilk kez 1997 yılında Hale-Bopp Kuyruklu Yıldızı gözlemlerinde tespit edilmiştir. Sodyum, bazı güneş dışı gezegenlerin atmosferlerinde transit spektroskopi yoluyla bile tespit edilmiştir. ⓘ

Ticari üretim

Sadece oldukça özel uygulamalarda kullanılan metalik sodyum yılda sadece yaklaşık 100.000 ton üretilmektedir. Metalik sodyum ticari olarak ilk kez 19. yüzyılın sonlarında, alüminyum üretimi için Deville sürecinin ilk adımı olarak 1100 °C'de sodyum karbonatın karbotermal indirgenmesiyle üretilmiştir:

Na₂CO₃ + 2 C → 2 Na + 3 CO ⓘ

Alüminyuma olan yüksek talep sodyum üretimi ihtiyacını doğurmuştur. Erimiş bir tuz banyosunun elektroliziyle alüminyum üretimi için Hall-Héroult prosesinin kullanılmaya başlanması büyük miktarlarda sodyum ihtiyacını ortadan kaldırmıştır. Sodyum hidroksitin indirgenmesine dayanan ilgili bir süreç 1886 yılında geliştirilmiştir. ⓘ

Sodyum artık ticari olarak, 1924 yılında patenti alınan bir proses temelinde, erimiş sodyum klorürün elektrolizi yoluyla üretilmektedir. Bu işlem, erime noktasını 700 °C'nin altına düşürmek için NaCl'nin kalsiyum klorür ile karıştırıldığı bir Downs hücresinde gerçekleştirilir. Kalsiyum sodyumdan daha az elektropozitif olduğundan katotta kalsiyum birikmeyecektir. Bu yöntem önceki Castner sürecinden (sodyum hidroksitin elektrolizi) daha ucuzdur. ⓘ

Sodyum piyasası, depolanması ve nakliyesindeki zorluklar nedeniyle uçucudur; sodyum oksit veya sodyum süperoksit yüzey tabakasının oluşmasını önlemek için kuru bir inert gaz atmosferi veya susuz mineral yağ altında depolanmalıdır. ⓘ

Kullanım Alanları

Metalik sodyumun bazı önemli kullanım alanları olmasına rağmen, sodyumun başlıca kullanım alanları bileşiklerdir; yılda milyonlarca ton sodyum klorür, hidroksit ve karbonat üretilmektedir. Sodyum klorür buzlanmayı önleyici ve buz çözücü ve koruyucu olarak yaygın bir şekilde kullanılmaktadır; sodyum bikarbonatın kullanım alanlarına örnek olarak pişirme, kabartma maddesi ve sodablasting verilebilir. Potasyum ile birlikte, birçok önemli ilaca biyoyararlanımlarını artırmak için sodyum eklenir; potasyum çoğu durumda daha iyi bir iyon olmasına rağmen, sodyum daha düşük fiyatı ve atom ağırlığı nedeniyle seçilir. Sodyum hidrür organik kimyada çeşitli reaksiyonlar için (aldol reaksiyonu gibi) baz olarak ve inorganik kimyada indirgeyici ajan olarak kullanılır. ⓘ

Metalik sodyum esas olarak sodyum borohidrit, sodyum azit, indigo ve trifenilfosfin üretiminde kullanılır. Bir zamanlar yaygın olan bir kullanım alanı da tetraetil kurşun ve titanyum metali yapımıydı; TEL'den uzaklaşılması ve yeni titanyum üretim yöntemleri nedeniyle 1970'ten sonra sodyum üretimi azaldı. Sodyum ayrıca alaşım metali, kireç önleyici madde ve diğer malzemelerin etkisiz kaldığı durumlarda metaller için indirgeyici madde olarak kullanılır. ⓘ

Serbest elementin kireç önleyici olarak kullanılmadığını, sudaki iyonların sodyum iyonlarıyla değiştirildiğini unutmayın. Sodyum plazma ("buhar") lambaları genellikle şehirlerde sokak aydınlatması için kullanılır ve basınç arttıkça sarı-turuncudan şeftaliye kadar değişen bir ışık yayar. Tek başına veya potasyumla birlikte sodyum bir kurutucudur; kurutucu kuruduğunda benzofenon ile yoğun mavi bir renk verir. ⓘ

Organik sentezde sodyum, Birch indirgemesi gibi çeşitli reaksiyonlarda kullanılır ve bileşikleri kalitatif olarak analiz etmek için sodyum füzyon testi yapılır. Sodyum alkol ile reaksiyona girerek alkoksitler verir ve sodyum amonyak çözeltisinde çözündüğünde alkinleri trans-alkenlere indirgemek için kullanılabilir. Sodyum D çizgisinde ışık yayan lazerler, kara tabanlı görünür ışık teleskopları için uyarlanabilir optiklere yardımcı olan yapay lazer kılavuz yıldızları oluşturmak için kullanılır. ⓘ

Isı transferi

Potasyum konsantrasyonunun bir fonksiyonu olarak sodyumun erime noktasını gösteren NaK faz diyagramı. 77 potasyum içeren NaK ötektiktir ve -12,6 °C ile NaK alaşımları arasında en düşük erime noktasına sahiptir. ⓘ

Sıvı sodyum, reaktörde yüksek bir nötron akısı elde etmek için gereken yüksek termal iletkenliğe ve düşük nötron emme kesitine sahip olduğu için bazı nükleer reaktör türlerinde ısı transfer sıvısı olarak kullanılır. Sodyumun yüksek kaynama noktası reaktörün ortam (normal) basıncında çalışmasını sağlar, ancak görsel bakımı engelleyen opaklığı ve patlayıcı özellikleri dezavantajları arasındadır. ⓘ

Radyoaktif sodyum-24 çalışma sırasında nötron bombardımanı ile üretilebilir ve hafif bir radyasyon tehlikesi oluşturur; radyoaktivite reaktörden çıkarıldıktan sonra birkaç gün içinde durur. Bir reaktörün sık sık kapatılması gerekiyorsa NaK kullanılır. NaK oda sıcaklığında sıvı olduğu için soğutucu borularda katılaşmaz. ⓘ

Bu durumda, potasyumun piroforik özelliği sızıntıları önlemek ve tespit etmek için ekstra önlemler gerektirir. Bir başka ısı transferi uygulaması da yüksek performanslı içten yanmalı motorlardaki poppet valflerdir; valf sapları kısmen sodyum ile doldurulur ve valfleri soğutmak için bir ısı borusu olarak çalışır. ⓘ

Biyolojik rolü

İnsanlarda biyolojik rol

İnsanlarda sodyum, kan hacmini, kan basıncını, ozmotik dengeyi ve pH'ı düzenleyen temel bir mineraldir. Sodyum için minimum fizyolojik gereksinimin yenidoğanlarda günde yaklaşık 120 miligramdan 10 yaşın üzerinde günde 500 miligrama kadar değiştiği tahmin edilmektedir. ⓘ

Diyet

Sodyum klorür diyetteki başlıca sodyum kaynağıdır ve salamura konserveler ve kurutulmuş et gibi ürünlerde baharat ve koruyucu olarak kullanılır; Amerikalılar için sodyum klorürün çoğu işlenmiş gıdalardan gelmektedir. Sodyumun diğer kaynakları gıdalarda doğal olarak bulunması ve monosodyum glutamat (MSG), sodyum nitrit, sodyum sakarin, kabartma tozu (sodyum bikarbonat) ve sodyum benzoat gibi gıda katkı maddeleridir. ⓘ

ABD Tıp Enstitüsü sodyum için tolere edilebilir üst alım seviyesini günde 2,3 gram olarak belirlemiştir, ancak ABD'de ortalama bir kişi günde 3,4 gram tüketmektedir. Amerikan Kalp Derneği günde en fazla 1,5 g sodyum tüketilmesini önermektedir. ⓘ

Yüksek sodyum tüketimi

Yüksek sodyum tüketimi sağlıksızdır ve kalbin mekanik performansında değişikliğe yol açabilir. Yüksek sodyum tüketimi ayrıca kronik böbrek hastalığı, yüksek tansiyon, kardiyovasküler hastalıklar ve inme ile de ilişkilidir. ⓘ

Yüksek kan basıncı

Daha yüksek sodyum alımı ile daha yüksek kan basıncı arasında güçlü bir ilişki vardır. Çalışmalar, sodyum alımının günde 2 g azaltılmasının sistolik kan basıncını yaklaşık iki ila dört mm Hg düşürme eğiliminde olduğunu ortaya koymuştur. Sodyum alımında böyle bir azalmanın %9 ila 17 oranında daha az hipertansiyon vakasına yol açacağı tahmin edilmektedir. ⓘ

Hipertansiyon her yıl dünya çapında 7,6 milyon erken ölüme neden olmaktadır. (Tuzun yaklaşık %39,3 oranında sodyum içerdiğini, geri kalanının klor ve eser kimyasallar olduğunu unutmayın; dolayısıyla 2,3 g sodyum yaklaşık 5,9 g veya 5,3 ml tuza, yani yaklaşık bir ABD çay kaşığına denk gelmektedir). ⓘ

Bir çalışmada, idrarlarında günde 3 gramdan az sodyum salgılayan (ve dolayısıyla günde 3 gramdan az sodyum alan) hipertansiyonu olan veya olmayan kişilerde ölüm, felç veya kalp krizi riskinin günde 4 ila 5 gram salgılayanlara göre daha yüksek olduğu bulunmuştur. Hipertansiyonu olan kişilerde günde 7 g veya daha yüksek seviyeler daha yüksek ölüm ve kardiyovasküler olaylarla ilişkilendirilmiş, ancak bu durum hipertansiyonu olmayan kişiler için geçerli bulunmamıştır. ABD FDA, hipertansiyon ve prehipertansiyonu olan yetişkinlerin günlük sodyum alımını 1,5 g'a düşürmeleri gerektiğini belirtmektedir. ⓘ

Fizyoloji

Renin-anjiyotensin sistemi vücuttaki sıvı miktarını ve sodyum konsantrasyonunu düzenler. Böbrekte kan basıncının ve sodyum konsantrasyonunun azalması renin üretimiyle sonuçlanır, bu da aldosteron ve anjiyotensin üreterek sodyumun kan dolaşımına geri emilimini uyarır. Sodyum konsantrasyonu arttığında, renin üretimi azalır ve sodyum konsantrasyonu normale döner. Sodyum iyonu (Na⁺) nöron fonksiyonunda ve hücreler ile hücre dışı sıvı arasındaki osmoregülasyonda önemli bir elektrolittir. Bu, tüm hayvanlarda gradyana karşı iyon pompalayan aktif bir taşıyıcı olan Na⁺/K⁺-ATPaz ve sodyum/potasyum kanalları tarafından gerçekleştirilir. Sodyum, hücre dışı sıvıda en yaygın bulunan metalik iyonudur. ⓘ

İnsanlarda kandaki sodyum seviyesinin alışılmadık derecede düşük veya yüksek olması tıpta hiponatremi ve hipernatremi olarak bilinir. Bu durumlara genetik faktörler, yaşlanma veya uzun süreli kusma veya ishal neden olabilir. ⓘ

Bitkilerdeki biyolojik rolü

C4 bitkilerinde sodyum, özellikle fosfoenolpiruvat rejenerasyonu ve klorofil sentezinde metabolizmaya yardımcı olan bir mikro besindir. Diğerlerinde, turgor basıncını korumak ve stomaların açılıp kapanmasına yardımcı olmak gibi çeşitli rollerde potasyumun yerini alır. Topraktaki aşırı sodyum, su potansiyelini düşürerek su alımını sınırlayabilir, bu da bitkinin solmasına neden olabilir; sitoplazmadaki aşırı konsantrasyonlar enzim inhibisyonuna yol açabilir, bu da nekroz ve kloroza neden olur. ⓘ

Buna karşılık, bazı bitkiler köklerde sodyum alımını sınırlamak, hücre vakuollerinde depolamak ve köklerden yapraklara tuz taşınmasını kısıtlamak için mekanizmalar geliştirmiştir. Fazla sodyum ayrıca eski bitki dokusunda depolanarak yeni büyümeye verilen zararı sınırlandırabilir. Halofitler sodyum açısından zengin ortamlarda gelişebilmek için adapte olmuşlardır. ⓘ

Güvenlik ve önlemler

Sodyum suyla temas ettiğinde yanıcı hidrojen ve kostik sodyum hidroksit oluşturur; yutulması ve cilt, göz veya mukoza zarlarına nemle temas etmesi ciddi yanıklara neden olabilir. Sodyum, hidrojen (yüksek derecede patlayıcı) ve sodyum hidroksit (suda çözünerek daha fazla yüzey açığa çıkarır) oluşumu nedeniyle su varlığında kendiliğinden patlar. Bununla birlikte, havaya maruz kalan ve tutuşan veya kendiliğinden tutuşmaya ulaşan sodyum (erimiş bir sodyum havuzunun yaklaşık 290 °C, 554 °F'ye ulaştığında meydana geldiği bildirilmiştir) nispeten hafif bir yangın sergiler. ⓘ

Masif (erimemiş) sodyum parçaları söz konusu olduğunda, koruyucu bir tabaka oluşması nedeniyle oksijenle reaksiyon sonunda yavaşlar. Su bazlı yangın söndürücüler sodyum yangınlarını hızlandırır. Karbondioksit ve bromoklorodiflorometan bazlı olanlar sodyum yangınında kullanılmamalıdır. Metal yangınları D Sınıfıdır, ancak tüm D Sınıfı söndürücüler sodyum yangınlarını söndürmek için kullanıldığında etkili değildir. Sodyum yangınları için etkili bir söndürücü madde Met-L-X'tir. Diğer etkili maddeler arasında grafit tozu ve bir organofosfat alev geciktirici içeren Lith-X ve kuru kum bulunur. ⓘ

Nükleer reaktörlerde sodyum yangınları, sodyumun inert gaz içeren borularla çevrelenerek oksijenden izole edilmesiyle önlenir. Havuz tipi sodyum yangınları, yakalama tavası sistemleri adı verilen çeşitli tasarım önlemleri kullanılarak önlenir. Bu sistemler sızan sodyumu oksijenden izole edildiği bir sızıntı geri kazanım tankında toplar. ⓘ

Sıvı sodyum yangınlarıyla başa çıkmak katı sodyum yangınlarıyla başa çıkmaktan daha tehlikelidir, özellikle de erimiş sodyumun güvenli kullanımı konusunda yeterli deneyim yoksa. Birleşik Devletler Yangın İdaresi için hazırlanan teknik bir raporda R. J. Gordon şöyle yazmaktadır (vurgular orijinalindedir) ⓘ

Bir kez tutuştuğunda, sodyumun söndürülmesi çok zordur. Daha önce belirtildiği gibi suyla ve su içeren herhangi bir söndürme maddesiyle şiddetli reaksiyona girecektir. Ayrıca karbondioksit, halojen bileşikleri ve kuru kimyasal maddelerin çoğu dahil olmak üzere diğer birçok yaygın söndürme maddesiyle de reaksiyona girecektir. Tek güvenli ve etkili söndürme maddeleri D Sınıfı söndürme maddeleri, soda külü, grafit, diyatomlu toprak veya sodyum klorür gibi tamamen kuru inert maddelerdir ve bunların hepsi az miktarda yanan sodyumu gömmek ve oksijenin metale ulaşmasını engellemek için kullanılabilir. ⓘ
Söndürme maddesi kesinlikle kuru olmalıdır, çünkü malzemedeki bir miktar su bile yanan sodyum ile reaksiyona girerek patlamaya neden olabilir. Sodyum klorür kimyasal kararlılığı nedeniyle bir söndürme aracı olarak kabul edilir, ancak hidroskopiktir (tuz kristallerinin yüzeyindeki su moleküllerini çekme ve tutma özelliğine sahiptir) ve bir söndürme maddesi olarak güvenle kullanılabilmesi için kesinlikle kuru tutulmalıdır. Her sodyum klorür kristali aynı zamanda kristal yapısında eser miktarda nem içerir. ⓘ
Erimiş sodyum son derece tehlikelidir çünkü katı bir kütleden çok daha reaktiftir. Sıvı formda, her sodyum atomu mevcut herhangi bir oksijen atomu veya başka bir oksitleyici ile anında birleşmek için serbest ve hareketlidir ve herhangi bir gaz yan ürünü hızla Erimiş kütle içinde genişleyen gaz kabarcığı. Çok az miktarda su bile bu tür bir reaksiyon yaratabilir. Herhangi bir miktarda su Erimiş sodyum havuzuna hidrojenin girmesi, sıvı kütlenin içinde şiddetli bir patlamaya yol açarak hidrojeni hızla genişleyen bir gaz olarak serbest bırakır ve erimiş sodyumun kaptan fışkırmasına neden olur. ⓘ
Erimiş sodyum bir yangına karıştığında, yanma sıvının yüzeyinde meydana gelir. Yanan sıvı sodyum havuzu üzerinde inert bir tabaka oluşturmak için nitrojen veya argon gibi inert bir gaz kullanılabilir, ancak gaz çok nazik bir şekilde uygulanmalı ve yüzey üzerinde tutulmalıdır. Soda külü hariç, katı parçalardaki veya sığ havuzlardaki küçük yangınları söndürmek için kullanılan toz halindeki maddelerin çoğu erimiş bir yanan sodyum kütlesinin dibine batacaktır - sodyum üste doğru yüzecek ve yanmaya devam edecektir. Yanan sodyum bir kap içindeyse, oksijeni dışarıda bırakmak için kabın üzerine bir kapak yerleştirerek yangını söndürmek mümkün olabilir.

ⓘ

Genel özellikleri

Diğer alkali metaller gibi sodyum da hafif, yumuşak, gümüşümsü beyaz renkte ve reaktif bir metaldir. Yüksek reaktif özelliğinden dolayı, doğada hiçbir zaman saf ve elementel halde bulunmaz. Sodyum metali suda yüzer; şiddetli bir şekilde reaksiyona girerek ısı çıkışına, yanıcı hidrojen gazı çıkışına ve kostik (NaOH) çözeltisi oluşumuna yol açar. ⓘ

Kan ve vücut sıvılarının sinir uyarılarının nakli, kalp faaliyetleri ve bazı metabolizma fonksiyonlarının düzenlenmesi için sodyum iyonları gereklidir. Pek çok insanın sodyumu, (sodyum klorür: NaCl) mutfak tuzu formunda gereğinden fazla tükettiği ve bunun da sağlık üzerinde olumsuz etkileri olduğu düşüncesi oldukça yaygındır.Çok kolay yükseltgendiği için ametallerin birçoğuyla, özellikle hidrojenle, halojenlerle, kükürtle birleşir. Bileşiklerinde +1 değerlik alır. İçinde belirli birçok bileşiğin bulunabildiği bir malgama vererek cıva içinde çözünür. ⓘ

Ayrıca ECF'da bol miktarda bulunur ve Impuls iletiminde en etkin elementlerden biridir. ⓘ

Kullanım alanları

Sodyum alev testi. Parlak sarı bir alevle yanar (dalga boyu 588.99 ve 589.59 nanometre) ⓘ

Sodyum, esterlerin ve organik bileşiklerin yapımında kullanılır. Bu alkali metal, yaşam için gerekli olan tuzun (sodyum klorür, NaCl) bileşenidir. Diğer kullanım alanları:

Yapılarını geliştirmek için bazı alaşımlarda,
Yağlı asitlerle birlikte sabunlarda,
Metallerin yüzeyini temizleyip düzgünleştirme amacıyla,
Erimiş tuzları saflaştırmada,
Sodyum buharlı lambalarda aydınlatma amacıyla ve
Bazı nükleer reaktörlerde ısı transfer akışkanı olarak ve yüksek performasnlı, içten yanmalı motorlarda içi boşluklu valflerde kullanılır. ⓘ

Sodyum ve insan vücudu

β-galaktozidaz, α-amilaz enzimlerinin aktivatörüdür. 3,2 mg plazmada, 0,2 mg Eritrositlerde normal halde bulunur. Günlük ihtiyaç 4-6 g kadardır. Hücredışı sıvılarında bulunur. ⓘ

Sodyum metabolizması, böbrek üstü bezinin korteks hormonları tarafından düzenlenir. İdrar yolu ile uzaklaştırılır. ⓘ

Kronik böbrek hastalıkları
Yanık olayları, terleme
İshal, kusma, bağırsak tıkanmasında sodyum düzeyi azalır. ⓘ

Dehidratasyon, böbrek üstü bezinin aşırı çalışmasında ise artış gösterir. ⓘ

Toksikolojik önlemler

Sodyum toz halinde iken, su içinde çok patlayıcı olup zehirlidir. Bu metal her zaman dikkatli bir şekilde muamele edilmelidir. Daima inert bir atmosferde veya, sıvı hidrokarbon (mineral yağı veya gazyağı) içinde saklanmalıdır. ⓘ

Tehlikeler
GHS etiketlemesi:
Piktogramlar
Sinyal kelimesi	Tehlike
Tehlike bildirimleri	H260, H314
Önlem ifadeleri	P223, P231+P232, P280, P305+P351+P338, P370+P378, P422
NFPA 704 (yangın elması)	3 2 2 W