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Transcripción del podcast
Es un steel que forma parte de un mineral que ayudó a construir imperios, un ión que permite que tus nervios se activen y tus músculos se muevan, y se encuentra en tu cocina.
Ha ayudado a preservar los alimentos, ha dado forma a rutas comerciales, ha impulsado industrias y se ha convertido en una de las sustancias más comunes en las cocinas de todo el mundo.
Sin embargo, cuando está en su forma elemental, puede ser literalmente explosivo.
Obtenga más información sobre el sodio en este episodio de Every thing All over the place Every day.
El sodio es uno de los elementos químicos más familiares en la vida diaria, aunque casi nadie lo encuentra en su forma metálica pura.
Es el elemento detrás de la sal de mesa, el bicarbonato de sodio, las lámparas de vapor de sodio, la lejía, muchos productos químicos industriales y una de las señales eléctricas más importantes del cuerpo humano.
También es un buen ejemplo de cómo un elemento puede ser violentamente reactivo de forma aislada, pero esencial e inofensivo cuando se une a compuestos comunes.
El sodio se encuentra en el Grupo 1 de la tabla periódica, con un número atómico de 11 y un solo electrón en su capa más externa. Este electrón de valencia solitario es la clave de casi todo lo relacionado con el comportamiento del sodio.
Debido a que su electrón más externo está retenido libremente por el núcleo, el sodio lo cede fácilmente para formar un ion cargado positivamente, logrando así una configuración electrónica estable.
Este afán por perder un electrón hace que el sodio sea intensamente reactivo y un fuerte agente reductor.
El sodio puro es un steel blando y plateado. Es tan suave que se puede cortar con un cuchillo. Cuando está recién cortado, tiene una superficie metálica brillante, pero se empaña rápidamente con el aire al reaccionar con el oxígeno y la humedad.
Tiene un punto de fusión relativamente bajo para un steel, alrededor de 97,8°C, lo que significa que se funde justo por debajo del punto de ebullición del agua. También es ligero, con una densidad menor que el agua, por lo que un trozo de sodio flotará.
Su propiedad más famosa es su reacción con el agua. El sodio reacciona con el agua para formar hidróxido de sodio y gasoline hidrógeno.
Esta reacción libera calor. El calor puede encender el gasoline hidrógeno, razón por la cual el sodio arrojado al agua puede burbujear, deslizarse por la superficie, incendiarse o incluso explotar si se acumula suficiente hidrógeno y calor. Esto no es sólo un truco de clase de química. Es la consecuencia directa del afán del sodio por perder su electrón externo.
Hay muchos movies en línea que muestran la reacción del sodio en el agua y es bastante violenta. Todos los elementos del grupo 1 se comportan de esta manera y cuanto más pesado es el elemento, más reactivo se vuelve.
Debido a que el sodio es tan reactivo, nunca se encuentra naturalmente como steel libre. En cambio, se encuentra en compuestos, especialmente en gross sales. La más importante es el cloruro de sodio (NaCl), la sal de mesa común.
A pesar de que los humanos hemos utilizado compuestos de sodio durante miles de años, no teníamos thought de que el sodio fuera una cosa o un elemento.
El avance clave se produjo en 1807, cuando el químico inglés Humphry Davy aisló el sodio electrolizando hidróxido de sodio fundido.
Al pasar una corriente eléctrica a través de compuestos fundidos, pudo descomponerlos en sus componentes elementales. En el mismo período, también aisló potasio, calcio, estroncio, bario y magnesio.
El nombre “sodio” deriva de la palabra latina “sodanum”, que se refiere a un remedio para el dolor de cabeza elaborado a partir de una planta rica en sodio, mientras que su símbolo químico, Na, proviene de “natrium”, el nombre latino utilizado en algunos idiomas europeos y finalmente adoptado como símbolo oficial.
El sodio suele clasificarse como el sexto elemento más abundante en la corteza terrestre por peso, después del oxígeno, el silicio, el aluminio, el hierro y el calcio.
El sodio constituye aproximadamente entre el 2,3% y el 2,8% del peso de la corteza terrestre, según la fuente y la estimación. Debido a que no se puede encontrar en su forma pura, se encuentra en minerales como los feldespatos, la sal gema y los minerales de soda, así como en iones de sodio disueltos en el agua de mar.
El cloruro de sodio, también conocido como sal de mesa, es el compuesto de sodio más famoso y ya hice un episodio sobre el tema. Sin embargo, está lejos de ser el único compuesto importante.
El hidróxido de sodio, también llamado soda cáustica o lejía, es una base poderosa que se utiliza en la fabricación de jabón, producción de papel, limpiadores de desagües y muchos procesos químicos.
El carbonato de sodio o carbonato de sodio se utiliza en la fabricación de vidrio, detergentes y tratamiento de agua.
El bicarbonato de sodio, o bicarbonato de sodio, se utiliza para hornear, como antiácido, en extintores y para controlar los olores.
El hipoclorito de sodio es el ingrediente activo de muchos blanqueadores domésticos.
El nitrato de sodio se ha utilizado como fertilizante y conservante. Los compuestos de sodio están en todas partes porque los iones de sodio son estables, solubles y fáciles de trabajar.
Ésta es quizás la mayor paradoja del sodio. En su forma pura, es extremadamente reactivo y peligroso, pero como ión es muy estable.
En la naturaleza, el sodio desempeña varias funciones. Geológicamente, es parte del ciclo de las rocas y de la química del océano. El sodio se desprende de las rocas, es transportado por los ríos y eventualmente se acumula en mares, lagos, salinas y depósitos de evaporita.
En las regiones secas, las gross sales de sodio pueden acumularse en los suelos, lo que a veces causa problemas a la agricultura al dañar la estructura del suelo e interferir con el crecimiento de las plantas.
Biológicamente, el sodio es esencial para los animales. En humanos y otros animales, los iones de sodio ayudan a daily el equilibrio de líquidos, el volumen sanguíneo, los impulsos nerviosos y la contracción muscular. Las células nerviosas utilizan gradientes de sodio y potasio para generar señales eléctricas.
Cuando un impulso nervioso recorre una neurona, los canales de sodio se abren, los iones de sodio ingresan rápidamente a la célula y la carga eléctrica cambia. Este es uno de los mecanismos básicos que permite el pensamiento, la sensación, el movimiento y los latidos del corazón.
El sodio también es elementary para el equilibrio hídrico del cuerpo. Donde va el sodio, tiende a ir el agua. Es por eso que el sodio afecta la presión arterial y la retención de líquidos. Los riñones regulan cuidadosamente los niveles de sodio, conservándolo cuando la ingesta es baja y excretándolo cuando la ingesta es alta. Hormonas como la aldosterona ayudan a controlar este proceso.
Los humanos necesitamos sodio, pero no en grandes cantidades. Demasiado poco sodio puede causar hiponatremia, una condición peligrosa en la que los niveles de sodio en la sangre caen demasiado. Esto puede deberse a una enfermedad grave, una ingesta excesiva de agua, ciertos medicamentos o ejercicio de resistencia extrema sin un reemplazo adecuado de electrolitos. Los síntomas pueden incluir dolor de cabeza, confusión, náuseas, convulsiones y, en casos graves, la muerte.
El exceso de sodio, especialmente durante períodos prolongados, también es un problema. La ingesta elevada de sodio se asocia con un aumento de la presión arterial en muchas personas, y la presión arterial alta aumenta el riesgo de enfermedades cardíacas, accidentes cerebrovasculares y enfermedades renales.
La principal fuente de exceso de sodio en las dietas modernas no suele ser el salero, sino los alimentos procesados, las comidas de restaurantes, los embutidos, las sopas, las salsas, los snacks y los alimentos envasados.
En el mundo industrial, el sodio es enormemente importante. La mayor industria relacionada con el sodio es la propia sal. El cloruro de sodio se extrae de depósitos subterráneos, se extrae del agua de mar o se produce a partir de salmueras. Se utiliza para alimentos, deshielo de carreteras, ablandamiento de agua, piensos para animales y fabricación de productos químicos.
La sal es también el punto de partida de la industria cloro-álcalina, que utiliza la electrólisis de la salmuera para producir cloro gaseoso, hidrógeno gaseoso e hidróxido de sodio. Esos productos se utilizan en plásticos, desinfectantes, papel, textiles, detergentes, productos farmacéuticos y muchas otras industrias.
Uno de los usos más prometedores del sodio es como refrigerante en ciertos reactores nucleares. Una vez fundido, es excelente para disipar el calor del núcleo del reactor. Suelen denominarse reactores rápidos refrigerados por sodio o SFR. Son diferentes de los reactores ordinarios refrigerados por agua que se utilizan en la mayoría de las centrales nucleares comerciales.
En un reactor convencional, el agua realiza dos funciones. Aleja el calor del núcleo y ralentiza los neutrones. Los neutrones ralentizados se denominan neutrones térmicos y son muy eficaces para mantener la fisión en el tipo de flamable utilizado en la mayoría de los reactores actuales.
En un reactor rápido refrigerado por sodio, el objetivo es diferente. El reactor está diseñado para utilizar neutrones rápidos, es decir, neutrones que no se ralentizan mucho. El sodio es útil porque transfiere bien el calor pero no modera ni ralentiza significativamente los neutrones.
Eso permite que el reactor funcione en un espectro de neutrones rápidos. Los reactores rápidos pueden hacer un uso más completo del flamable de uranio y potencialmente consumir plutonio y otros isótopos de larga vida del flamable nuclear gastado.
El sodio también se ha utilizado en iluminación eléctrica.
Las lámparas de vapor de sodio son lámparas de descarga de gasoline que producen luz al hacer pasar una corriente eléctrica a través de vapor de sodio. Son más conocidas como las antiguas farolas de coloration amarillo anaranjado que dieron a muchas carreteras, estacionamientos, túneles y áreas industriales su coloration nocturno distintivo.
Vienen en dos tipos principales: sodio de baja presión y sodio de alta presión.
Una lámpara de sodio de baja presión contiene un tubo de descarga con una pequeña cantidad de sodio metálico y gases iniciadores como neón y argón. Cuando la lámpara se enciende por primera vez, los gases de arranque brillan de coloration rojizo o rosado. A medida que la lámpara se calienta, el sodio se vaporiza y la luz cambia a un coloration amarillo anaranjado muy intenso.
Esa debilidad también period parte de su fortaleza. Las lámparas de sodio de baja presión eran extremadamente eficientes. Producían mucha luz seen por cada vatio de electricidad, lo que los hacía atractivos para el alumbrado público, carreteras, iluminación de seguridad, puertos y patios industriales.
Las lámparas de sodio comenzaron a usarse ampliamente para el alumbrado público a partir de la década de 1930, en gran parte debido a su eficiencia y porque su luz amarilla funcionaba bien en la niebla.
Una lámpara de sodio de alta presión funciona según el mismo principio básico pero a mayor presión y temperatura. Su tubo de arco suele estar hecho de alúmina translúcida porque el sodio caliente es químicamente agresivo y atacaría el vidrio ordinario.
Las lámparas de sodio de alta presión también suelen contener mercurio y otros materiales que amplían el espectro. El resultado sigue siendo amarillo anaranjado, pero no tan malo como el de las lámparas de sodio de baja presión.
Si bien las luces de vapor de sodio fueron muy populares durante el siglo XX, han ido desapareciendo rápidamente en las últimas dos décadas. En realidad, la razón es bastante easy.
La luz amarilla de las lámparas period tolerable porque eran muy eficientes energéticamente. Las farolas LED, por otro lado, consumen incluso menos energía, duran más, se encienden instantáneamente, funcionan bien con atenuación y controles inteligentes y pueden proporcionar un coloration más pure.
El cambio del alumbrado público de vapor de sodio al alumbrado público LED ha cambiado drásticamente el aspecto de muchas ciudades por la noche. Una imagen aérea de Chicago de noche, tomada en la década de 1990, muestra una enorme cuadrícula amarilla. Esa misma foto tomada hoy tiene un coloration completamente diferente.
Finalmente, el sodio metálico es útil para eliminar elementos reactivos como oxígeno, cloro, azufre y otros no metales de un compuesto.
Una aplicación explicit es la purificación de metas.
Cuando el tetracloruro de titanio se expone al sodio metálico, el sodio eliminará el cloro, dejando atrás el titanio metálico. Del mismo modo, si se toma algún tipo de óxido metálico, como óxido de hierro (también conocido como óxido), el sodio podría eliminar el oxígeno, dejando un steel puro y óxido de sodio, también conocido como soda.
El sodio no es raro, exótico ni glamoroso, pero es uno de los elementos verdaderamente fundamentales de la civilización. Los océanos están llenos de él, nuestros cuerpos lo necesitan, se encuentra en nuestras cocinas y podría tener un mayor uso en los reactores nucleares en el futuro.
Sin embargo, existen problemas si se devour demasiado o muy poco y, en su forma metálica elemental, puede ser extremadamente peligroso.
Todas estas cosas son ciertas simultáneamente debido a la naturaleza twin del sodio.