Sodík

z Wikipédie, slobodnej encyklopédie
Prejsť na: navigácia, hľadanie
Sodík
11  ← sodík → horčík
Li

Na

K
Na
Vzhľad
striebrobiely kov, na vzduchu rýchlo oxiduje
sodík
Emisné spektrá
Emisné spektrum
Všeobecné
Názov (lat.), značka, protónové číslo sodík (natrium), Na, 11
Umiestnenie v PSP 1. skupina3. periódablok s
Séria alkalické kovy, kovy
Atómové vlastnosti
Atómová hmotnosť 22,98976928 g·mol−1
Elektrónová konfigurácia [Ne] 3s1
Atómový polomer 186 pm (vyp.: 190 pm)
Kovalentný polomer 157,2 pm
Kovový polomer 190 pm
Van der Waalsov pol. 227 pm
Iónový polomer
pre: Na+
95 pm
Chemické vlastnosti
Elektronegativita 0,93 (podľa Paulinga)
Ionizačná energia(e) 1: 495,8 kJ.mol−1
2: 4 562 kJ.mol−1
3: 6 910,3 kJ.mol−1
Oxidačné číslo(a) I
Št. potenciál
(Na+ + e → Na)
-2,714 V
Fyzikálne vlastnosti (za norm. podmienok)
Skupenstvo pevné
Hustota 0,968 kg·dm−3
Hustota kvapaliny
(pri 370,87 K)
0,927 kg·dm−3
Teplota topenia 370,87 K (97,72 °C)
Teplota varu 1 156 K (882,85 °C)
Kritický bod 2 573 K; 35 MPa
Sk. teplo topenia 2,60 kJ·mol−1
Sk. teplo varu 97,42 kJ·mol−1
Tepelná kapacita 28,230 J·mol−1·K−1
Tlak pary
p(Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
pri T(K) 554 617 697 802 946 1 153
Iné
Kryštálová sústava kubická, priestorovo centrovaná
Magnetizmus paramagnetický
Elektrický odpor 47,7 nΩ·m
Tep. vodivosť 142 W·m−1·K−1
Tep. rožťažnosť 71 µm·m−1·K−1
Rýchl. zvuku 3 200 m·s−1
Youngov modul 10 GPa
Pružnosť v šmyku 3,3 GPa
Objemová pružnosť 6,3 GPa
Tvrdosť (Mohs) 0,5
Tvrdosť (Brinell) 0,69 MPa
Reg. číslo CAS 7440-23-5
Izotop(y) (vybrané)
Izotop Výskyt t1/2 Rr Er (MeV) Pr
Radioactive.svg 22Na synt. 2,602 r. β+γ 0,5454
1,27453
22Ne
synt.   εγ -
1,27453
22Ne
synt.   β+ 1,82 22Ne
23Na 100 % stabilný s 12 neutrónmi
Commons-logo.svg
 Commons ponúka multimediálny obsah na tému sodík.
Pozri aj chemický portál

Sodík (lat. natrium) je chemický prvok v Periodickej tabuľke prvkov, ktorý má chemickú značku Na a protónové číslo 11. Sodík je najbežnejším prvkom z radu alkalických kovov, výdatne zastúpený v zemskej kôre, morskej vode aj v živých organizmoch.

Je to mäkký, ľahký, striebornolesklý kov, ktorý rýchlo reaguje s kyslíkom aj vodou, preto sa s ním v prírode stretávame iba vo forme zlúčenín. Reakcia sodíka s vodou je natoľko exotermická, že unikajúci vodík reakčným teplom zvyčajne samovoľne explozívne vzplanie. Elementárny kovový sodík možno dlhodobo skladovať, napr. prekrytý vrstvou alifatických uhľovodíkov, ako petrolej alebo nafta, s ktorými nereaguje.

Soli sodíka intenzívne farbia plameň na žlto.

História[upraviť | upraviť zdroj]

Sodík bol dlho známy iba ako súčasť zlúčenín. Izoloval ho až v roku 1807 sir Humphry Davy pomocou elektrolýzy hydroxidu sodného, ktorý ho aj hneď pomenoval sodium ako zložku sódy, odkiaľ pochádza aj dnešný slovenský názov. V stredovekej Európe sa zlúčenina sodíka s latinským názvom sodanum používala ako liek proti bolestiam hlavy. Značka sodíka, Na, vznikla z novolatinského pomenovania pre obyčajnú zlúčeninu sodíka zvanú natrium, čo vzniklo z gréckeho nítron, v prírode sa vyskytujúcej soli, zmesi dekahydrátu uhličitanu sodného a hydrogenuhličitanu sodného. Grécky nítron pochádza z egyptského slova neter, ktoré označuje rastlinný popol.

Výskyt v prírode[upraviť | upraviť zdroj]

Vďaka svojej veľkej reaktivite sa v prírode stretávame iba so zlúčeninami sodíka. Vo všetkých svojich zlúčeninách sa vyskytuje iba s mocenstvom Na+.

Sodík je pomerne bohato zastúpený na Zemi aj vo vesmíre. Predpokladá sa, že zemská kôra obsahuje 2,4 – 2,6 % sodíka. Morská voda obsahuje sodík ako hlavný katión v koncentrácii približne 10,5 g Na/l. Vo vesmíre sa predpokladá výskyt 1 sodíkového atómu na približne 800 000 atómov vodíka.

Vzhľadom na vysokú rozpustnosť väčšiny zlúčenín sodíka došlo v priebehu geologických premien zemskej kôry k vyplaveniu značnej časti sodíka z povrchových vrstiev pevninskej zemskej kôry do vôd oceánov. Všeobecne je práve chlorid sodný (NaCl) považovaný za základnú zložku morskej soli, aj keď sa v morskej vode stretávame prakticky so všetkými prvkami Mendelejevovej periodickej tabuľky prvkov. Morská voda obsahuje 2,7 % chloridu sodného. Kaspické a Mŕtve more obsahujú až 10 % NaCl. Odparením pravekých morí vznikli ložiská kamennej soli, ktorá je základom výroby ostatných sodných solí. Najväčšie ložiská sú v Poľsku pri Bochni a Vieličke, v Rumunsku pri Slaníku, v Rakúsku v Soľnej komore pri Salzburgu, v Rusku pri Astrachanských jazerách. Na Slovensku sú ložiská kamennej soli pri Prešove, kde sa získava soľanka, ktorá sa odparuje v Solivare pri Prešove.

Značný obsah sodíkových iónov nachádzame tiež vo všetkých podzemných minerálnych vodách, ktoré sa dostali do dlhodobého kontaktu s horninami a sodíkové ióny sa do nich vyluhovali. Z minerálov, obsiahnutých v zemskej kôre, je najznámejšia kamenná soľ, chemicky chlorid sodný. Ložiská tohto minerálu majú pôvod vo vyschnutých jazerách a moriach minulých geologických období.

Sodík patrí medzi biogénne prvky a nachádza sa vo všetkých bunkách rastlinných aj živočíšnych tkanív. Príkladom minerálov biogénneho pôvodu je čilský liadok, chemicky dusičnan sodný (NaNO3).

Výroba a využitie[upraviť | upraviť zdroj]

Kovový sodík sa priemyselne vyrába elektrolýzou roztaveného chloridu sodného. Materiálom katódy je zvyčajne železo, anóda je grafitová. Ďalším produktom tejto elektrolýzy je plynný chlór, ktorý sa používa na chemickú syntézu. V prípade elektrolýzy vodného roztoku NaCl slúži ako katóda ortuť, produktom je amalgám sodíka. Táto látka sa rozkladá vodou za vzniku hydroxidu sodného a plynného vodíka, prípadne sa používa ako redukčné činidlo, napr. v organickej syntéze.

Roztavený kovový sodík sa často uplatňuje v jadrovej energetike ako látka odvádzajúca teplo vznikajúce atómovým rozpadom uránu v primárnom okruhu jadrového reaktora. Dôvodom je na jednej strane pomerne nízka teplota topenia sodíka, ale predovšetkým fakt, že sodík pri styku s vysoko energetickými neutrónmi alebo gama lúčmi nepodlieha rádioaktívnej premene na nebezpečné beta a gama žiariče s dlhým polčasom rozpadu.

Elementárny sodík je mimoriadne silné redukčné činidlo a býva preto využívaný v množstve organických syntetických reakcií.

Elektrickým výbojom v prostredí sodíkových výparov pri tlaku niekoľkých torrov vzniká veľmi intenzívne svetelné vyžarovanie. Tento jav nachádza uplatnenie pri výrobe sodíkových výbojok, s ktorými sa môžeme prakticky stretnúť v pouličných svietidlách.

Zlúčeniny[upraviť | upraviť zdroj]

V chemických zlúčeninách sa sodík vyskytuje iba s mocnosťou NaI. Medzi zlúčeniny zásadného významu patria nasledujúce chemické látky:

  • Reakciou s vodíkom vzniká hydrid sodný (NaH), ktorý je pomerne silným redukčným činidlom.
  • Reakciou sodíka s kyslíkom vzniká peroxid sodný (Na2O2), ktorý nachádza využitie ako energetické oxidačné činidlo.
2Na + O2 → Na2O2
  • Reakcia sodíka s vodou vedie ku vzniku veľmi silnej zásady, hydroxidu sodného (NaOH). Je to bezfarebná, hygroskopická, silne leptavá látka, ktorá rozpúšťa aj sklo a porcelán. Je veľmi dobre rozpustný vo vode, pri jeho rozpúšťaní sa uvoľňuje veľké množstvo tepla, čím sa vzniknutý roztok zahrieva. Využíva sa napr. na výrobu mydiel alebo liečiv, ale má uplatnenie samozrejme aj v laboratóriu (ide o základnú priemyselnú a laboratórnu chemikáliu).
  • Chlorid sodný (NaCl), známy ako kamenná soľ alebo kuchynská soľ, patrí od dávnych čias k bežne využívaným chemikáliám. Ako súčasť ľudského jedálneho lístka bola už v staroveku mimoriadne cennou surovinou a obchod s ňou patril k veľmi výnosným, ale aj značne riskantným druhom podnikania. V súčasnej dobe nachádza NaCl celý rad priemyselných uplatnení. V bežnom živote sa s kuchynskou soľou stretneme aj mimo kuchyne, v zime na cestách, kde ju cestári používajú ako prostriedok k rozmrazovaniu snehu a poľadovice.
  • Sóda, alebo uhličitan sodný (Na2CO3), sa používa prevažne pri výrobe skla, v textilnom a papierenskom priemysle. Vyrába sa zo soľanky (nasýtený vodný roztok NaCl) tzv. Solvayovým spôsobom, pri ktorom sa do soľanky nasýtenej amoniakom zavádza oxid uhličitý. Vzniká hydrogenuhličitan sodný NaHCO3, nazývaný tiež technická sóda, ktorý sa ďalej v špeciálnych peciach pri teplote 150 °C rozkladá na uhličitan sodný, oxid uhličitý a vodu.
NaCl + H2O + NH3 + CO2 → NaHCO3 + NH4Cl
2NaHCO3 → Na2CO3 + CO2 + H2O

Reakcia je endergonická a reakcia sa používa tiež v hasiacich prístrojoch.

  • Jedlá sóda, alebo tiež hydrogénuhličitan sodný (NaHCO3), sa používa ako súčasť kypriacich práškov do pečiva, k neutralizácii poleptania kyselinou či k neutralizácii žalúdočných štiav pri prekyslení žalúdka. Môže sa tiež používať ako jedna zo zložiek náplne do hasiacich prístrojov.

Reakcie sodíka[upraviť | upraviť zdroj]

  • Sodík reaguje s vodou za vzniku hydroxidu sodného a vodíka

2 Na + 2 H2O → 2 NaOH + H2

  • Sodík reaguje s alkoholom (etanolom) reaguje za vzniku etanolátu sodného a vodíka

2 Na + 2 C2H5OH → 2 C2H5ONa + H2

  • Peroxid sodný a sodík reaguje za vzniku oxidu sodného

Na2O2 + 2 Na → 2 Na2O

  • Dusičnan sodný a sodík reaguje za vzniku oxidu sodného a dusíka

2 NaNO3 + 6 Na → 4 Na2O + N2

  • Sodík reaguje s kyslíkom za vzniku oxidu sodného

4 Na + O2 → 2 Na2O

Iné projekty[upraviť | upraviť zdroj]