سدیم : خواص، کاربردها، واکنش ها و ترکیبات آن!

 

سدیم عنصری شیمیایی از گروه فلزات قلیایی در جدول تناوبی می باشد که به شکل فلزی نقره ای رنگ و بسیار نرم وجود دارد. این ماده رایج ترین فلز قلیایی و ششمین عنصر فراوان روی زمین است که ۲.۸ درصد از پوسته زمین را تشکیل می دهد.

 

این ماده در ترکیبات به ویژه نمک معمولی، کلرید سدیم (NaCl) که ماده معدنی هالیت را تشکیل می دهد و حدود ۸۰ درصد از ترکیبات محلول آب دریا را تشکیل می دهد، به وفور در طبیعت یافت می شود.

 

بر اساس گزارش FDA آمریکا، این فلز به عنوان یک ماده غذایی چند کاربرد مانند: برای بهبود گوشت، پخت، غلیظ شدن، حفظ رطوب، تقویت عطر و طعم (از جمله عطر و طعم مواد دیگر) و به عنوان ماده نگهدارنده دارد.

 

خواص و مشخصات شناسایی سدیم

 

خواص  مشخصات
شکل فیزیکی                                                   فلز نقره ای رنگ فرمول شیمیایی                                                                        ۱۱Na
دانسیته                                                                 (g/cm۳)۰.۹۶۸ وزن اتمی استاندارد                                                         ۲۲.۹۸۹
نقطه ذوب                                                             (۰C) 97.794 شماره (CAS No)                                                        ۷۴۴۰-۲۳-۵
نقطه جوش                                                          (۰C) 882.940 ساختار کریستالی                                                   مکعبی (bcc)

 

از آنجا که این عنصر بسیار واکنش پذیر است، هرگز در حالت آزاد پوسته زمین یافت نمی شود. در سال ۱۸۰۷ میلادی سر همفری دیوی اولین کسی بود که این عنصر را در شکل اولیه خود تهیه کرد و از روش الکترولیز هیدروکسید سدیم ذوب شده (NaOH) استفاده کرد.

 

این ماده جزء مهمه تعدادی از مواد سیلیکات مانند فلدسپات و میکاست می باشد. ذخایر عظیمی از سنگ نمک در مناطق مختلف جهان وجود دارد و ذخایر نیترات سدیم، در شیلی و پرو وجود دارد. محتوای سدیم دریا تقریباً ۱.۰۵ درصد است که مربوط به غلظت تقریبی ۳ درصد هالیدهای این ماده است.

 

این فلز به دو صورت اتمی و یونی در طیف های ستاره ها از جمله خورشید و محیط میان ستاره ای شناسایی شده است. این ماده از نظر تجاری مهمترین فلز قلیایی است و بیشتر فرآیندهای تولید آن شامل الکترولیز کلرید سدیم مذاب می باشد.

 

کاربردهای سدیم

 

کاربردهای سدیم

 

دو مورد از اولین کاربردهای این عنصر در حالت فلزی آن، در تولید سیانید سدیم و پراکسید سدیم بوده است. از مقادیر قابل توجهی از این ماده در ساخت تترا اتیل سرب به عنوان افزودنی بنزین استفاده شده است، بازاری که با ظهور بنزین بدون سرب از بین رفت. همچنین از این عنصر در ساخت سدیم آلکیل سولفات به عنوان ماده اصلی در شوینده های مصنوعی استفاده می شود.

 

این فلز همچنین به عنوان ماده اولیه در تولید هیدرید سدیم (NaH) و بوروهیدرید سدیم (NaBH4) استفاده می شود. علاوه بر این، در تولید رنگ ها و مواد میانی رنگ، در سنتز عطرها، و در طیف گسترده ای از احیا گرهای آلی استفاده می شود. در تصفیه هیدروکربن ها و در پلیمریزاسیون هیدروکربن های اشباع نشده نیز مورد استفاده قرار می گیرد.

 

سدیم مذاب یک مایع عالی برای انتقال حرارت است و به دلیل این خاصیت، به عنوان ماده خنک کننده در راکتورهای تولید کننده سریع و مایع فلزات استفاده شده است. این ماده در متالورژی به عنوان یک ماده اکسید کننده و به عنوان یک عامل کاهنده برای تهیه کلسیم، زیرکونیوم، تیتانیوم و سایر فلزات انتقالی به طور گسترده ای استفاده می شود.

 

ترکیبات اصلی

 

ترکیبات اصلی

 

سدیم بسیار واکنش پذیر است و طیف گسترده ای از ترکیبات را با تقریباً همه آنیون های غیر آلی و آلی (یون های با بار منفی) تشکیل می دهد. به طور معمول حالت اکسیداسیون ۱+ دارد و الکترون تک ظرفیتی آن با سهولت زیادی از بین می رود و کاتیون سدیم بی رنگ تولید می کند.

 

ترکیبات اصلی سدیم تجاری، کلراید، کربنات و سولفات هستند. مهمترین و آشناترین ترکیب این عنصر، کلرید سدیم یا همان نمک معمولی، NaCl است. سایز ترکیبات به طور مستقیم یا غیرمستقیم از کلرید سدیم تهیه می شوند که در آب دریا، نمک طبیعی و به عنوان سنگ نمک وجود دارد.

 

مقادیر زیادی کلرید سدیم در تولید سایر مواد شیمیایی سنگین (صنعتی) استفاده می شود و همچنین مستقیماً برای از بین بردن یخ و برف، برای تهویه آب و مواد غذایی استفاده می شود.

 

کاربردهای تجاری کلرید سدیم،

 

کاربردهای تجاری کلرید سدیم

 

سایر کاربردهای عمده تجاری کلرید سدیم شامل استفاده از آن در ساخت کلر و هیدروکسید سدیم توسط تجزیه الکترولیتی و تولید کربنات سدیم توسط فرآیند Solvay است. الکترولیز کلرید سدیم آبی باعث تولید هیپوکلریت سدیم، NaOCl، ترکیبی از این ماده، اکسیژن و کلر می شود که به مقدار زیاد در سفید کننده کلر خانگی استفاده می شود.

 

هیپوکلریت سدیم همچنین به عنوان سفید کننده صنعتی برای خمیر کاغذ و منسوجات، برای کلرزنی آب و در داروهای خاص به عنوان ضد عفونی کننده و قارچ کش استفاده می شود که یک ترکیب ناپایدار است که فقط در محلول آبی به کار برده می شود.

 

این ماده همچنین در برخی فرآیندهای صنعتی مانند برنزه سازی و تهیه پشم مورد استفاده قرار می گیرد. کربنات سدیم یا خاکستر سودا، Na۲CO۳، به طور گسترده ای در طبیعت توزیع می شود و به عنوان مواد تشکیل دهنده آب های معدنی و به عنوان مواد معدنی جامد نترون، ترونا و ترموناتریت ظاهر می شود.

 

مقادیر زیادی از این نمک قلیایی در ساخت شیشه، مواد شوینده و پاک کننده ها استفاده می شود. کربنات سدیم برای تولید بی کربنات سدیم با دی اکسید کربن تصفیه می شود. فرم منوهیدرات کربنات سدیم، به عنوان ماده تشکیل دهنده در توسعه دهنده ها، به طور گسترده استفاده می شود.

 

واکنش سدیم با هوا، آب و هیدروژن

 

واکنش سدیم با هوا، آب و هیدروژن

 

این فلز  معمولاً با هوا کاملاً واکنش می دهد و واکنش پذیری آن تابعی از رطوبت نسبی یا محتوای بخار آب موجود در هوا است. خوردگی سدیم جامد توسط اکسیژن نیز با وجود مقدار ناخالصی کمی در سدیم تسریع می شود.

 

در هوای معمولی، فلز سدیم واکنش داده و یک لایه نازک هیدروکسید سدیم تشکیل می دهد، که می تواند به سرعت دی اکسید کربن را از هوا جذب کرده و بی کربنات سدیم تشکیل دهد. این عنصر با نیتروژن واکنش نمی دهد، بنابراین معمولاً در جو نیتروژن غوطه ور نگه داشته می شود.

 

از آنجا که این ماده با دی اکسید کربن، به عنوان یک پیشرانه معمول در خاموش کننده های منظم، واکنش می دهد، کپسول های آتش نشانی مخصوص پودر خشک مورد نیاز است. مونوکسید سدیم به طور معمول از طریق اکسیداسیون این عنصر در هوای خشک تشکیل می شود.

 

واکنش این فلز در حالت مایع با آب، و با سطح زیاد تماس می تواند انفجاری و گرمازا باشد:

 

Chemical reaction.

 

با این حال آزمایشات نشان داده است که این عنصر و آب نمی توانند سریع مخلوط شوند تا امواج شوک شبیه به مواد منفجره تولید شود. خطرات انفجاری واکنش در درجه اول با گاز هیدروژن تشکیل شده مرتبط است.

 

خصوصیات هسته ای سدیم

 

خصوصیات هسته ای سدیم

 

سدیم طبیعی ایزوتوپ پایدار جرم ۲۳ است. از ایزوتوپ های مصنوعی رادیواکتیو، سدیم ۲۲ (نیمه عمر ۲.۶ ساله، طولانی ترین نیمه عمر ایزوتوپ این عنصر) به عنوان یک ردیاب رادیواکتیو برای نوع طبیعی ابن ماده استفاده می شود.

 

ایزوتوپ ۲۴ (نیمه عمر ۱۵ ساعته) این عنصر، با عمر کوتاه خود محدود شده و در اثر تابش در راکتور هسته ای تولید می شود. به دلیل این واکنش، یک راکتور خنک شده با این فلز لازم است یک حلقه انتقال حرارت دوم داشته باشد تا رادیواکتیو این فلز با محیط تماس نداشته باشد. ایزوتوپ های دیگر نیمه عمر یک دقیقه یا کمتر دارند.

 

خواص بیولوژیکی

 

خواص بیولوژیکی

 

نمک های این عنصر به ویژه کلرید آن، تقریباً همه جا در مواد بیولوژیکی یافت می شوند. این ماده مانند پتاسیم یک عنصر اساسی برای زندگی است و این دو عنصر تعادل مشخصی را در ساختار سلول حفظ می کنند.

 

تعادل الکترولیت بین داخل سلول و خارج با “انتقال فعال” یون های پتاسیم به داخل سلول و یون های سدیم به خارج از سلول حفظ می شود. بیشتر اثرات بیولوژیکی نمک های این ماده نتیجه کاتیون آن است، و ظاهرا ضد یون منفی نقش غالب ندارد. وجود شوری در خاک، اغلب برای رشد گیاه مضر است.

 

یون های سدیم جایگزین کلسیم و سایر یون ها در کمپلکس  های رس می شوند و رس را به یک توده چسبناک تبدیل می کنند. پس از آن نفوذ آب به شدت کاهش می یابد، و پایه اولیه خاک به طور قابل توجهی افزایش می یابد.

 

 

جهت جستجوی محصولات شیمیایی اینجا جستجو کنید.

خرید مواد شیمیایی از این سایت تحت گارانتی دکتر شاهرضایی می باشد.