Sódio -Sodium

Sódio,  11 Na
Na (Sódio).jpg
Sódio
Aparência branco prateado metálico
Peso atômico padrão A r °(Na)
Sódio na tabela periódica
hidrogênio Hélio
Lítio Berílio Boro Carbono Azoto Oxigênio Flúor Néon
Sódio Magnésio Alumínio Silício Fósforo Enxofre Cloro argônio
Potássio Cálcio Escândio Titânio Vanádio Cromo Manganês Ferro Cobalto Níquel Cobre Zinco Gálio Germânio Arsênico Selênio Bromo Krypton
Rubídio Estrôncio Ítrio Zircônio Nióbio Molibdênio tecnécio Rutênio Ródio Paládio Prata Cádmio índio Lata Antimônio Telúrio Iodo xenônio
Césio Bário Lantânio Cério Praseodímio Neodímio Promécio Samário Európio gadolínio Térbio disprósio hólmio érbio Túlio Itérbio lutécio Háfnio Tântalo Tungstênio rênio Ósmio irídio Platina Ouro Mercúrio (elemento) Tálio Conduzir Bismuto Polônio Astato Radônio
frâncio Rádio Actínio Tório Protactínio Urânio Neptúnio Plutônio amerício cúrio berquélio Californium Einsteinium férmio mendelévio Nobelium laurêncio Rutherfórdio Dúbnio Seaborgio Bohrium Hássio Meitnério Darmstadtium Roentgenium Copérnico Nihonium Fleróvio Moscovium fígado Tennessee Oganesson
Li

Na

K
neonsódiomagnésio
Número atômico ( Z ) 11
Grupo grupo 1: hidrogênio e metais alcalinos
Período período 3
Quadra   bloco s
configuração eletrônica [ Ne ] 3s 1
Elétrons por camada 2, 8, 1
Propriedades físicas
Fase em  STP sólido
Ponto de fusão 370,944  K ​(97,794 °C, ​208,029 °F)
Ponto de ebulição 1156,090 K ​(882,940 °C, ​1621,292 °F)
Densidade (perto de  rt ) 0,968 g/cm 3
quando líquido (em  mp ) 0,927 g/cm 3
Ponto crítico 2573 K, 35 MPa (extrapolado)
Calor de fusão 2,60  kJ/mol
Calor da vaporização 97,42 kJ/mol
Capacidade térmica molar 28,230 J/(mol·K)
Pressão de vapor
P  (Pa) 1 10 100 1k 10k 100 mil
em  T  (K) 554 617 697 802 946 1153
Propriedades atômicas
Estados de oxidação −1, 0, +1 (um óxido fortemente básico )
Eletro-negatividade Escala de Pauling: 0,93
energias de ionização
Raio atômico empírica: 186  pm
raio covalente 166±21h
raio de Van der Waals 227h
Linhas coloridas em uma faixa espectral
Linhas espectrais de sódio
Outras propriedades
ocorrência natural primordial
Estrutura de cristal cúbico de corpo (bcc)
Estrutura cristalina cúbica de corpo centrado para sódio
Velocidade do som haste fina 3200 m/s (a 20 °C)
Expansão térmica 71 µm/(m⋅K) (a 25 °C)
Condutividade térmica 142 W/(m⋅K)
Resistividade elétrica 47,7 nΩ⋅m (a 20 °C)
Ordenação magnética paramagnético
Suscetibilidade magnética molar +16,0 × 10 −6  cm 3 /mol (298 K)
módulo de Young 10 GPa
módulo de cisalhamento 3,3 GPa
módulo de massa 6,3 GPa
dureza de Mohs 0,5
Dureza Brinell 0,69 MPa
Número CAS 7440-23-5
História
Descoberta e primeiro isolamento Humphry Davy (1807)
Símbolo "Na": do novo latim natrium , cunhado do alemão Natron , ' natron '
Principais isótopos de sódio
Isótopo Abundância Meia-vida ( t 1/2 ) modo de decadência produtos
22 Na vestígio 2.602 anos β + 22
23 Na 100% estábulo
24 Na vestígio 14h96 β- _ 24 mg
 Categoria: Sódio
| referências

O sódio é um elemento químico com o símbolo  Na (do latim natrium ) e número atômico  11. É um metal macio, branco-prateado e altamente reativo . O sódio é um metal alcalino , estando no grupo 1 da tabela periódica. Seu único isótopo estável é o 23 Na. O metal livre não ocorre na natureza e deve ser preparado a partir de compostos. O sódio é o sexto elemento mais abundante na crosta terrestre e existe em vários minerais , como feldspato , sodalita e halita (NaCl). Muitos sais de sódio são altamente solúveis em água: os íons de sódio foram lixiviados pela ação da água dos minerais da Terra ao longo de eras e, portanto, o sódio e o cloro são os elementos dissolvidos mais comuns nos oceanos.

O sódio foi isolado pela primeira vez por Humphry Davy em 1807 pela eletrólise do hidróxido de sódio . Entre muitos outros compostos úteis de sódio, o hidróxido de sódio ( lixívia ) é usado na fabricação de sabão , e o cloreto de sódio ( sal comestível ) é um agente de descongelamento e um nutriente para animais, incluindo humanos.

O sódio é um elemento essencial para todos os animais e algumas plantas. Os íons de sódio são os principais cátions no fluido extracelular (LEC) e, como tal, são os principais contribuintes para a pressão osmótica do LEC e para o volume do compartimento do LEC. A perda de água do compartimento do LEC aumenta a concentração de sódio, uma condição chamada de hipernatremia . A perda isotônica de água e sódio do compartimento do LEC diminui o tamanho desse compartimento em uma condição denominada hipovolemia do LEC .

Por meio da bomba de sódio-potássio , as células humanas vivas bombeiam três íons de sódio para fora da célula em troca de dois íons de potássio bombeados para dentro; comparando as concentrações de íons através da membrana celular, de dentro para fora, o potássio mede cerca de 40:1, e o sódio, cerca de 1:10. Nas células nervosas , a carga elétrica através da membrana celular permite a transmissão do impulso nervoso – um potencial de ação – quando a carga é dissipada; o sódio desempenha um papel fundamental nessa atividade.

Características

Fisica

Espectro de emissão para sódio, mostrando a linha D.

O sódio em temperatura e pressão padrão é um metal prateado macio que se combina com o oxigênio do ar e forma óxido de sódio branco acinzentado, a menos que seja imerso em óleo ou gás inerte, que são as condições em que geralmente é armazenado. O metal de sódio pode ser facilmente cortado com um faca e é um bom condutor de eletricidade e calor porque possui apenas um elétron em sua camada de valência, resultando em ligações metálicas fracas e elétrons livres, que transportam energia. Por ter baixa massa atômica e grande raio atômico, o sódio é o terceiro menos denso de todos os metais elementares e é um dos três únicos metais que podem flutuar na água, sendo os outros dois o lítio e o potássio.

Os pontos de fusão (98 °C) e de ebulição (883 °C) do sódio são menores que os do lítio, mas maiores que os dos metais alcalinos mais pesados, potássio, rubídio e césio, seguindo tendências periódicas ao longo do grupo. Essas propriedades mudam dramaticamente em pressões elevadas: a 1,5 Mbar , a cor muda de prateado metálico para preto; a 1,9 Mbar o material torna-se transparente com uma cor vermelha; e a 3 Mbar, o sódio é um sólido límpido e transparente. Todos esses alótropos de alta pressão são isolantes e eletretos .

Um teste de chama positivo para sódio tem uma cor amarela brilhante.

Em um teste de chama , o sódio e seus compostos brilham em amarelo porque os elétrons 3s excitados do sódio emitem um fóton quando caem de 3p para 3s; o comprimento de onda deste fóton corresponde à linha D em cerca de 589,3 nm. As interações spin-órbita envolvendo o elétron no orbital 3p dividem a linha D em duas, em 589,0 e 589,6 nm; estruturas hiperfinas envolvendo ambos os orbitais causam muito mais linhas.

isótopos

Vinte isótopos de sódio são conhecidos, mas apenas 23 Na é estável. 23 Na é criado no processo de queima de carbono nas estrelas pela fusão de dois átomos de carbono ; isso requer temperaturas acima de 600 megakelvins e uma estrela de pelo menos três massas solares. Dois isótopos radioativos e cosmogênicos são o subproduto da espalação de raios cósmicos : o 22 Na tem uma meia-vida de 2,6 anos e o 24 Na, uma meia-vida de 15 horas; todos os outros isótopos têm uma meia-vida de menos de um minuto.

Dois isômeros nucleares foram descobertos, sendo o de vida mais longa 24m Na com uma meia-vida de cerca de 20,2 milissegundos. A radiação aguda de nêutrons, a partir de um acidente de criticidade nuclear, converte parte do 23 Na estável do sangue humano em 24 Na; a dosagem de radiação de nêutrons de uma vítima pode ser calculada medindo a concentração de 24 Na em relação ao 23 Na.

Química

Os átomos de sódio têm 11 elétrons, um a mais que a configuração estável do gás nobre néon . A primeira e a segunda energia de ionização são 495,8 kJ/mol e 4562 kJ/mol, respectivamente. Como resultado, o sódio geralmente forma compostos iônicos envolvendo o cátion Na + .

sódio metálico

O sódio metálico é geralmente menos reativo que o potássio e mais reativo que o lítio . O sódio metálico é altamente redutor, com o potencial de redução padrão para o par Na + /Na sendo -2,71 volts, embora o potássio e o lítio tenham potenciais ainda mais negativos. As propriedades térmicas, fluídicas, químicas e nucleares do metal de sódio fundido fizeram com que ele fosse um dos principais refrigerantes de escolha para o reator de regeneração rápida . Esses reatores nucleares são vistos como uma etapa crucial para a produção de energia limpa.

Sais e óxidos

A estrutura do cloreto de sódio , mostrando a coordenação octaédrica em torno dos centros de Na + e Cl - . Essa estrutura se desintegra quando dissolvida em água e se reagrupa quando a água evapora.

Os compostos de sódio são de imensa importância comercial, sendo particularmente importantes para as indústrias produtoras de vidro , papel , sabão e têxteis . Os compostos de sódio mais importantes são sal de mesa (Na Cl ), carbonato de sódio (Na 2 CO 3 ), bicarbonato de sódio (Na HCO 3 ), soda cáustica (NaOH), nitrato de sódio ( Na NO 3 ), di e trissódico fosfatos , tiossulfato de sódio (Na 2 S 2 O 3 ·5H 2 O) e bórax (Na 2 B 4 O 7 ·10H 2 O). Em compostos, o sódio é geralmente ligado ionicamente à água e ânions e é visto como um ácido de Lewis duro .

Duas imagens equivalentes da estrutura química do estearato de sódio , um sabonete típico.

A maioria dos sabonetes são sais de sódio de ácidos graxos . Os sabões de sódio têm uma temperatura de fusão mais alta (e parecem "mais duros") do que os sabões de potássio. Óxidos mistos contendo sódio são catalisadores e fotocatalisadores promissores. O íon sódio intercalado fotoquimicamente aumenta a atividade fotoeletrocatalítica do WO 3 .

Como todos os metais alcalinos , o sódio reage exotermicamente com a água. A reação produz soda cáustica ( hidróxido de sódio ) e gás hidrogênio inflamável . Quando queimado ao ar, forma principalmente peróxido de sódio com algum óxido de sódio .

Soluções aquosas

O sódio tende a formar compostos solúveis em água, como haletos , sulfatos , nitratos , carboxilatos e carbonatos . As principais espécies aquosas são os aquo complexos [Na(H 2 O) n ] + , onde n = 4–8; com n = 6 indicado a partir de dados de difração de raios X e simulações de computador.

A precipitação direta de sais de sódio a partir de soluções aquosas é rara porque os sais de sódio normalmente têm uma alta afinidade pela água. Uma exceção é o bismutato de sódio (NaBiO 3 ). Devido à alta solubilidade de seus compostos, os sais de sódio são geralmente isolados como sólidos por evaporação ou por precipitação com um antissolvente orgânico, como o etanol ; por exemplo, apenas 0,35 g/L de cloreto de sódio se dissolverá em etanol. Éteres coroa , como 15-coroa-5 , podem ser usados ​​como catalisadores de transferência de fase .

O teor de sódio das amostras é determinado por espectrofotometria de absorção atômica ou por potenciometria usando eletrodos seletivos de íons.

Eletretos e sodetos

Como os outros metais alcalinos, o sódio se dissolve em amônia e algumas aminas para dar soluções de cores intensas; a evaporação dessas soluções deixa uma película brilhante de sódio metálico. As soluções contêm o complexo de coordenação (Na(NH 3 ) 6 ) + , com a carga positiva contrabalançada por elétrons como ânions ; criptoandos permitem o isolamento desses complexos como sólidos cristalinos. O sódio forma complexos com éteres coroa, criptandos e outros ligantes.

Por exemplo, o 15-coroa-5 tem uma alta afinidade pelo sódio porque o tamanho da cavidade do 15-coroa-5 é de 1,7–2,2 Å, o que é suficiente para acomodar o íon sódio (1,9 Å). Cryptands, como éteres de coroa e outros ionóforos , também têm uma alta afinidade para o íon de sódio; derivados do alcalóide Na são obtidos pela adição de criptandos a soluções de sódio em amônia via desproporcionamento .

Compostos organossódicos

A estrutura do complexo de sódio (Na + , mostrado em amarelo) e o antibiótico monensina -A.

Muitos compostos organossódicos foram preparados. Devido à alta polaridade das ligações C-Na, elas se comportam como fontes de carbânions (sais com ânions orgânicos ). Alguns derivados bem conhecidos incluem ciclopentadieneto de sódio (NaC 5 H 5 ) e tritil sódio ((C 6 H 5 ) 3 CNa). Naftaleno de sódio , Na + [C 10 H 8 •] , um forte agente redutor, forma-se ao misturar Na e naftaleno em soluções etéreas.

compostos intermetálicos

O sódio forma ligas com muitos metais, como potássio, cálcio , chumbo e os elementos do grupo 11 e 12 . Sódio e potássio formam KNa 2 e NaK . NaK é 40-90% de potássio e é líquido à temperatura ambiente . É um excelente condutor térmico e elétrico. As ligas de sódio-cálcio são subprodutos da produção eletrolítica de sódio a partir de uma mistura salina binária de NaCl-CaCl 2 e da mistura ternária NaCl-CaCl 2 -BaCl 2 . O cálcio é apenas parcialmente miscível com o sódio, e 1-2% dele dissolvido no sódio obtido das referidas misturas pode ser precipitado por resfriamento a 120°C e filtração.

No estado líquido, o sódio é completamente miscível com o chumbo. Existem vários métodos para fazer ligas de chumbo-sódio. Uma é fundi-los e outra é depositar sódio eletroliticamente em cátodos de chumbo fundido. NaPb 3 , NaPb, Na 9 Pb 4 , Na 5 Pb 2 e Na 15 Pb 4 são algumas das ligas de chumbo-sódio conhecidas. O sódio também forma ligas com ouro (NaAu 2 ) e prata (NaAg 2 ). Os metais do grupo 12 ( zinco , cádmio e mercúrio ) são conhecidos por fazerem ligas com o sódio. NaZn 13 e NaCd 2 são ligas de zinco e cádmio. Sódio e mercúrio formam NaHg, NaHg 4 , NaHg 2 , Na 3 Hg 2 e Na 3 Hg.

História

Devido à sua importância na saúde humana, o sal tem sido uma mercadoria importante, como mostra a palavra inglesa " salário " , que deriva de salarium , as bolachas de sal às vezes dadas aos soldados romanos junto com seus outros salários. Na Europa medieval, um composto de sódio com o nome latino de sodanum era usado como remédio para dor de cabeça. Acredita-se que o nome sódio se origine do árabe suda , que significa dor de cabeça, já que as propriedades de alívio de dor de cabeça do carbonato de sódio ou refrigerante eram bem conhecidas nos primeiros tempos.

Embora o sódio, às vezes chamado de soda , tenha sido reconhecido em compostos, o próprio metal não foi isolado até 1807 por Sir Humphry Davy através da eletrólise do hidróxido de sódio . Em 1809, o físico e químico alemão Ludwig Wilhelm Gilbert propôs os nomes Natronium para o "sódio" de Humphry Davy e Kalium para o "potássio" de Davy.

A abreviatura química para sódio foi publicada pela primeira vez em 1814 por Jöns Jakob Berzelius em seu sistema de símbolos atômicos, e é uma abreviação do nome latino novo do elemento natrium , que se refere ao natrão egípcio , um sal mineral natural que consiste principalmente em carbonato de sódio hidratado. . Natron historicamente teve vários usos industriais e domésticos importantes, posteriormente eclipsados ​​por outros compostos de sódio.

O sódio confere uma cor amarela intensa às chamas. Já em 1860, Kirchhoff e Bunsen observaram a alta sensibilidade de um teste de chama de sódio e afirmaram em Annalen der Physik und Chemie :

Em um canto de nossa sala de 60 m 3 mais distante do aparelho, explodimos 3 mg de clorato de sódio com açúcar de leite enquanto observamos a chama não luminosa diante da fenda. Depois de um tempo, ele brilhou em um amarelo brilhante e mostrou uma forte linha de sódio que desapareceu somente após 10 minutos. A partir do peso do sal de sódio e do volume de ar na sala, calculamos facilmente que uma parte em peso de ar não pode conter mais do que 1/20 milionésimo de peso de sódio.

Ocorrência

A crosta terrestre contém 2,27% de sódio, tornando-o o sétimo elemento mais abundante na Terra e o quinto metal mais abundante, atrás do alumínio , ferro , cálcio e magnésio e à frente do potássio. A abundância oceânica estimada de sódio é de 10,8 gramas por litro. Devido à sua alta reatividade, nunca é encontrado como um elemento puro. É encontrado em muitos minerais, alguns muito solúveis, como halita e natrão , outros muito menos solúveis, como anfibólio e zeólita . A insolubilidade de certos minerais de sódio, como a criolita e o feldspato , decorre de seus ânions poliméricos, que no caso do feldspato é um polisilicato.

observações astronômicas

O sódio atômico tem uma fortelinha espectral na parte amarelo-laranja do espectro (a mesma linha usada nas luzes de rua de vapor de sódio ). Isso aparece como uma linha de absorção em muitos tipos de estrelas, incluindo o Sol . A linha foi estudada pela primeira vez em 1814 por Joseph von Fraunhofer durante sua investigação das linhas no espectro solar, agora conhecidas como linhas de Fraunhofer . Fraunhofer a chamou de linha "D", embora agora se saiba que na verdade é um grupo de linhas espaçadas estreitamente divididas por uma estrutura fina e hiperfina .

A força da linha D permite sua detecção em muitos outros ambientes astronômicos. Nas estrelas, é visto em qualquer uma cujas superfícies sejam frias o suficiente para que o sódio exista na forma atômica (em vez de ionizado). Isso corresponde a estrelas aproximadamente do tipo F e mais frias. Muitas outras estrelas parecem ter uma linha de absorção de sódio, mas isso é realmente causado por gás no meio interestelar em primeiro plano . Os dois podem ser distinguidos por espectroscopia de alta resolução, porque as linhas interestelares são muito mais estreitas do que as ampliadas pela rotação estelar .

O sódio também foi detectado em vários ambientes do Sistema Solar , incluindo a atmosfera de Mercúrio , a exosfera da Lua e vários outros corpos. Alguns cometas têm uma cauda de sódio , que foi detectada pela primeira vez em observações do Cometa Hale-Bopp em 1997. O sódio foi detectado até mesmo nas atmosferas de alguns planetas extrasolares por espectroscopia de trânsito .

produção comercial

Empregado apenas em aplicações bastante especializadas, apenas cerca de 100.000 toneladas de sódio metálico são produzidas anualmente. O sódio metálico foi produzido comercialmente pela primeira vez no final do século 19 por redução carbotérmica de carbonato de sódio a 1100 ° C, como a primeira etapa do processo Deville para a produção de alumínio:

Na 2 CO 3 + 2 C → 2 Na + 3 CO

A alta demanda por alumínio criou a necessidade da produção de sódio. A introdução do processo Hall-Héroult para a produção de alumínio por eletrólise de um banho de sal fundido acabou com a necessidade de grandes quantidades de sódio. Um processo relacionado baseado na redução do hidróxido de sódio foi desenvolvido em 1886.

O sódio agora é produzido comercialmente através da eletrólise do cloreto de sódio fundido , com base em um processo patenteado em 1924. Isso é feito em uma célula Downs na qual o NaCl é misturado com cloreto de cálcio para reduzir o ponto de fusão abaixo de 700 °C. Como o cálcio é menos eletropositivo que o sódio, nenhum cálcio será depositado no cátodo. Este método é mais barato que o processo Castner anterior (a eletrólise do hidróxido de sódio ). Se for necessário sódio de alta pureza, ele pode ser destilado uma ou várias vezes.

O mercado de sódio é volátil devido à dificuldade de armazenamento e transporte; deve ser armazenado sob atmosfera seca de gás inerte ou óleo mineral anidro para evitar a formação de uma camada superficial de óxido de sódio ou superóxido de sódio .

Usos

Embora o sódio metálico tenha alguns usos importantes, as principais aplicações para compostos de uso de sódio; milhões de toneladas de cloreto de sódio , hidróxido e carbonato são produzidos anualmente. O cloreto de sódio é amplamente utilizado para anticongelamento e descongelamento e como conservante; exemplos dos usos de bicarbonato de sódio incluem cozimento, como agente de crescimento e sodablasting . Juntamente com o potássio, muitos medicamentos importantes têm adição de sódio para melhorar sua biodisponibilidade ; embora o potássio seja o melhor íon na maioria dos casos, o sódio é escolhido por seu menor preço e peso atômico. O hidreto de sódio é usado como base para várias reações (como a reação aldólica ) na química orgânica e como agente redutor na química inorgânica.

O sódio metálico é usado principalmente para a produção de borohidreto de sódio, azida de sódio , índigo e trifenilfosfina . Um uso comum era a fabricação de chumbo tetraetila e titânio metálico; devido ao afastamento do TEL e dos novos métodos de produção de titânio, a produção de sódio diminuiu após 1970. O sódio também é usado como liga metálica, agente anti-incrustação e como agente redutor para metais quando outros materiais são ineficazes.

Observe que o elemento livre não é usado como agente de incrustação, os íons na água são trocados por íons de sódio. As lâmpadas de plasma de sódio ("vapor") são freqüentemente usadas para iluminação pública nas cidades, emitindo luz que varia de amarelo-alaranjado a pêssego conforme a pressão aumenta. Sozinho ou com potássio , o sódio é um dessecante ; dá uma coloração azul intensa com benzofenona quando o dessecado está seco.

Na síntese orgânica , o sódio é usado em várias reações, como a redução de Birch , e o teste de fusão de sódio é realizado para analisar qualitativamente os compostos. O sódio reage com o álcool e dá alcóxidos, e quando o sódio é dissolvido em solução de amônia, pode ser usado para reduzir alcinos a trans-alcenos. Lasers que emitem luz na linha D do sódio são usados ​​para criar estrelas-guia de laser artificiais que auxiliam na óptica adaptativa para telescópios terrestres de luz visível.

Transferência de calor

Diagrama de fase NaK , mostrando o ponto de fusão do sódio em função da concentração de potássio. NaK com 77% de potássio é eutético e tem o ponto de fusão mais baixo das ligas de NaK a -12,6 °C.

O sódio líquido é usado como um fluido de transferência de calor em reatores rápidos resfriados a sódio porque tem alta condutividade térmica e baixa seção transversal de absorção de nêutrons necessária para atingir um alto fluxo de nêutrons no reator. O alto ponto de ebulição do sódio permite que o reator opere em pressão ambiente (normal), mas as desvantagens incluem sua opacidade, que dificulta a manutenção visual, e suas propriedades fortemente redutoras. O sódio explodirá em contato com a água, embora só queime suavemente no ar.

O sódio-24 radioativo pode ser produzido por bombardeio de nêutrons durante a operação, apresentando um leve risco de radiação; a radioatividade para dentro de alguns dias após a remoção do reator. Se um reator precisa ser desligado frequentemente, NaK é usado. Como o NaK é um líquido à temperatura ambiente, o refrigerante não solidifica nos tubos.

Neste caso, a piroforicidade do potássio requer cuidados extras para prevenir e detectar vazamentos. Outra aplicação de transferência de calor são as válvulas de gatilho em motores de combustão interna de alto desempenho; as hastes das válvulas são parcialmente preenchidas com sódio e funcionam como um tubo de calor para resfriar as válvulas.

papel biológico

Papel biológico em humanos

Nos seres humanos, o sódio é um mineral essencial que regula o volume sanguíneo , a pressão sanguínea, o equilíbrio osmótico e o pH . Estima-se que o requisito fisiológico mínimo de sódio varie de cerca de 120 miligramas por dia em recém-nascidos a 500 miligramas por dia com mais de 10 anos de idade.

Dieta

O cloreto de sódio ( sal ) é a principal fonte de sódio na dieta e é usado como tempero e conservante em produtos como conservas em conserva e carne seca ; para os americanos, a maior parte do cloreto de sódio vem de alimentos processados . Outras fontes de sódio são sua ocorrência natural em alimentos e aditivos alimentares como glutamato monossódico (MSG), nitrito de sódio, sacarina sódica, bicarbonato de sódio (bicarbonato de sódio) e benzoato de sódio .

O Instituto de Medicina dos EUA estabeleceu seu nível de ingestão tolerável de sódio em 2,3 gramas por dia, mas a pessoa média nos Estados Unidos consome 3,4 gramas por dia. A American Heart Association recomenda não mais do que 1,5 g de sódio por dia.

Alto consumo de sódio

O alto consumo de sódio não é saudável e pode levar à alteração do desempenho mecânico do coração. O alto consumo de sódio também está associado à doença renal crônica , hipertensão arterial , doenças cardiovasculares e derrame .

Pressão alta

Existe uma forte correlação entre maior ingestão de sódio e maior pressão arterial. Estudos descobriram que a redução da ingestão de sódio em 2 g por dia tende a diminuir a pressão arterial sistólica em cerca de dois a quatro mm Hg. Estima-se que tal diminuição na ingestão de sódio levaria a uma redução de 9 a 17% nos casos de hipertensão .

A hipertensão causa 7,6 milhões de mortes prematuras em todo o mundo a cada ano. (Observe que o sal contém cerca de 39,3% de sódio - sendo o restante cloro e vestígios de produtos químicos; portanto, 2,3 g de sódio são cerca de 5,9 g, ou 5,3 ml, de sal - cerca de uma colher de chá americana .)

Um estudo descobriu que pessoas com ou sem hipertensão que excretavam menos de 3 gramas de sódio por dia na urina (e, portanto, ingeriam menos de 3 g/d) apresentavam maior risco de morte, derrame ou ataque cardíaco do que aquelas que excretavam 4 a 5 gramas por dia. Níveis de 7 g por dia ou mais em pessoas com hipertensão foram associados a maior mortalidade e eventos cardiovasculares, mas isso não foi verdade para pessoas sem hipertensão . O FDA dos EUA declara que adultos com hipertensão e pré-hipertensão devem reduzir a ingestão diária de sódio para 1,5 g.

Fisiologia

O sistema renina-angiotensina regula a quantidade de líquido e a concentração de sódio no corpo. A redução da pressão sanguínea e da concentração de sódio no rim resulta na produção de renina , que por sua vez produz aldosterona e angiotensina , que estimula a reabsorção de sódio de volta à corrente sanguínea. Quando a concentração de sódio aumenta, a produção de renina diminui e a concentração de sódio volta ao normal. O íon sódio (Na + ) é um eletrólito importante na função neuronal e na osmorregulação entre as células e o líquido extracelular . Isso é realizado em todos os animais por Na + /K + -ATPase , um transportador ativo que bombeia íons contra o gradiente e canais de sódio/potássio. O sódio é o íon metálico mais prevalente no líquido extracelular.

Em humanos, níveis anormalmente baixos ou altos de sódio no sangue são reconhecidos na medicina como hiponatremia e hipernatremia . Essas condições podem ser causadas por fatores genéticos, envelhecimento ou vômitos prolongados ou diarreia.

Função biológica nas plantas

Nas plantas C4 , o sódio é um micronutriente que auxilia o metabolismo, especificamente na regeneração do fosfoenolpiruvato e na síntese da clorofila . Em outros, substitui o potássio em diversas funções, como manter a pressão do turgor e auxiliar na abertura e fechamento dos estômatos . O excesso de sódio no solo pode limitar a absorção de água pela diminuição do potencial hídrico , o que pode resultar no murchamento das plantas; concentrações excessivas no citoplasma podem levar à inibição da enzima, que por sua vez causa necrose e clorose.

Em resposta, algumas plantas desenvolveram mecanismos para limitar a absorção de sódio nas raízes, armazená-lo nos vacúolos celulares e restringir o transporte de sal das raízes para as folhas. O excesso de sódio também pode ser armazenado no tecido vegetal antigo, limitando os danos ao novo crescimento. As halófitas se adaptaram para serem capazes de florescer em ambientes ricos em sódio.

Segurança e precauções

Sódio
Perigos
Rotulagem GHS :
GHS02: InflamávelGHS05: Corrosivo
Perigo
H260 , H314
P223 , P231+P232 , P280 , P305+ P351+P338 , P370+P378 , P422
NFPA 704 (diamante de fogo)
3
2
2

O sódio forma hidrogênio inflamável e hidróxido de sódio cáustico em contato com a água; a ingestão e o contato com umidade na pele, olhos ou membranas mucosas podem causar queimaduras graves. O sódio explode espontaneamente na presença de água devido à formação de hidrogênio (altamente explosivo) e hidróxido de sódio (que se dissolve na água, liberando mais superfície). No entanto, o sódio exposto ao ar e inflamado ou atingindo a autoignição (relatado para ocorrer quando uma poça de sódio fundido atinge cerca de 290 ° C, 554 ° F) apresenta um incêndio relativamente leve.

No caso de pedaços maciços (não fundidos) de sódio, a reação com o oxigênio acaba se tornando lenta devido à formação de uma camada protetora. Os extintores de incêndio à base de água aceleram os incêndios de sódio. Aqueles à base de dióxido de carbono e bromoclorodifluorometano não devem ser usados ​​no fogo de sódio. Incêndios de metal são Classe D , mas nem todos os extintores de Classe D são eficazes quando usados ​​para extinguir incêndios de sódio. Um agente extintor eficaz para incêndios de sódio é o Met-LX. Outros agentes eficazes incluem o Lith-X, que contém pó de grafite e um retardador de chama organofosforado , e areia seca.

Incêndios de sódio são evitados em reatores nucleares isolando o sódio do oxigênio com tubos circundantes contendo gás inerte. Incêndios de sódio do tipo piscina são evitados usando diversas medidas de projeto chamadas sistemas de recipientes coletores. Eles coletam o vazamento de sódio em um tanque de recuperação de vazamento, onde é isolado do oxigênio.

Incêndios de sódio líquido são mais perigosos de manusear do que incêndios de sódio sólido, especialmente se não houver experiência suficiente com o manuseio seguro de sódio fundido. Em um relatório técnico para a Administração de Incêndio dos Estados Unidos , RJ Gordon escreve (ênfase no original)

Uma vez aceso, o sódio é muito difícil de extinguir. Ele reagirá violentamente com a água, conforme observado anteriormente, e com qualquer agente extintor que contenha água. Ele também reagirá com muitos outros agentes extintores comuns, incluindo dióxido de carbono e compostos de halogênio e a maioria dos agentes químicos secos. Os únicos agentes extintores seguros e eficazes são materiais inertes completamente secos, como agentes extintores Classe D, carbonato de sódio, grafite, terra de diatomáceas ou cloreto de sódio, todos os quais podem ser usados ​​para enterrar uma pequena quantidade de sódio em combustão e excluir o oxigênio de atingindo o metal.

O agente extintor deve estar absolutamente seco, pois mesmo um traço de água no material pode reagir com o sódio em chamas e causar uma explosão. O cloreto de sódio é reconhecido como meio extintor devido à sua estabilidade química, porém é hidroscópico (tem a propriedade de atrair e reter moléculas de água na superfície dos cristais de sal) e deve ser mantido absolutamente seco para ser usado com segurança como agente extintor . Cada cristal de cloreto de sódio também contém uma quantidade residual de umidade dentro da estrutura do cristal.

O sódio fundido é extremamente perigoso porque é muito mais reativo do que uma massa sólida. Na forma líquida, cada átomo de sódio é livre e móvel para combinar instantaneamente com qualquer átomo de oxigênio disponível ou outro oxidante, e qualquer subproduto gasoso será criado como uma bolha de gás em rápida expansão dentro da massa fundida. Mesmo uma pequena quantidade de água pode criar esse tipo de reação. Qualquer quantidade de água introduzida em uma poça de sódio fundido provavelmente causará uma explosão violenta dentro da massa líquida, liberando o hidrogênio como um gás em rápida expansão e fazendo com que o sódio fundido saia do recipiente.

Quando o sódio fundido está envolvido em um incêndio, a combustão ocorre na superfície do líquido. Um gás inerte, como nitrogênio ou argônio, pode ser usado para formar uma camada inerte sobre a poça de sódio líquido em chamas, mas o gás deve ser aplicado com muita delicadeza e contido sobre a superfície. Com exceção do carbonato de sódio, a maioria dos agentes em pó usados ​​para extinguir pequenos incêndios em pedaços sólidos ou poças rasas afundará no fundo de uma massa fundida de sódio em chamas - o sódio flutuará até o topo e continuará a queimar. Se o sódio em chamas estiver em um recipiente, pode ser possível extinguir o fogo colocando uma tampa no recipiente para excluir o oxigênio.

Veja também

Referências

Bibliografia

links externos