Prix, occurrence, extraction et utilisation du sodium

Le sodium est un élément chimique fréquent avec le symbole Na et le numéro atomique 11. Dans le tableau périodique des éléments, il se trouve dans la 3ème période et en tant que métal alcalin dans le 1er groupe IUPAC ou le 1er groupe principal. Le sodium est un élément pur dont le seul isotope stable est le 23Na.

Le sodium élémentaire a été obtenu pour la première fois à partir d'hydroxyde de sodium par Humphry Davy en 1807 par électrolyse au sel fondu et appelé sodium. Cette désignation est utilisée dans les domaines linguistiques anglais et français, dérivés de celui-ci dans le roman et en partie aussi dans les langues slaves. Le nom allemand sodium est dérivé de l'arabe نطرون, DMG naṭrūn, Natron, de l'égyptien netjerj. Le sodium et ses dérivés sont utilisés en Scandinavie, en néerlandais et dans certaines langues slaves, sauf en allemand. En japonais, le sodium a le nom à consonance allemande Japanese ナ ト リ ウ Natoriumu.

Dans des conditions normales, le sodium est un métal cireux, argenté et très réactif. En raison de sa forte réactivité, le sodium métallique (élémentaire) est stocké dans des conditions inertes, principalement dans de l'huile de paraffine ou du pétrole, pour de plus grandes quantités dans des fûts en acier hermétiques.

Le sodium est l'un des dix éléments les plus courants de la coquille terrestre et se trouve dans de nombreux minéraux de la croûte terrestre. L'eau de mer contient une quantité importante de sodium sous forme d'ions sodium.

Histoire

Dans les temps anciens, les Égyptiens ont inventé le terme netjerj (neter) pour la soude obtenue à partir des lacs de soude. Les Grecs ont adopté ce mot comme grec nitro, les Romains comme nitrium, les Arabes comme natrun. Contrairement au métal élémentaire, les composés du sodium sont connus depuis longtemps et ont depuis été extraits de l'eau de mer ou des lacs, extraits de gisements souterrains et commercialisés. Le composé de sodium le plus important, le sel de table (chlorure de sodium), a été obtenu dans les mines ou en séchant l'eau de mer ou l'eau de source salée dans des marais salants. Le commerce du sel était la base de leur richesse pour de nombreuses villes, et dans certains cas, a même façonné leurs noms (Salzgitter, Salzbourg). Des noms de lieux tels que Hallstatt, Hallein, Halle (Saale), Bad Hall, Bad Reichenhall, Schwäbisch Hall, Schweizerhalle ou Hall in Tirol font allusion au nom germanique de Saline (Hall). D'autres composés de sodium naturels tels que le carbonate de sodium (soude ou bicarbonate de soude) et le nitrate de sodium ont également été extraits et commercialisés depuis l'Antiquité.

Ce n'est qu'en 1807 que Humphry Davy réussit à produire du sodium élémentaire par électrolyse d'hydroxyde de sodium fondu (soude caustique) en utilisant des colonnes voltaïques comme source d'énergie. Comme il le rapporta à la Royal Society de Londres le 19 novembre 1807, il obtint deux métaux différents : il appela le sodium contenu dans la soude sodium, qui est le nom encore utilisé dans les pays francophones et anglophones ; l'autre métal qu'il appelait potassium. En 1811, Berzelius suggéra le nom actuel de sodium.

Occurrence

Dans l'univers, le sodium est le 14e en fréquence, comparable au calcium et au nickel. La raie jaune du sodium D peut être facilement détectée dans la lumière émise par de nombreux corps célestes, dont celle du soleil.

Le sodium est le sixième élément le plus abondant sur terre, constituant 2,36 % de la croûte terrestre. En raison de sa réactivité, il ne se présente pas sous forme élémentaire, mais toujours dans des composés, les sels de sodium. L'eau de mer est une grande réserve de sodium. Un litre d'eau de mer contient en moyenne 11 grammes d'ions sodium.

Les minéraux sodiques courants sont l'albite (appelée feldspath sodique), le NaAlSi3O8 et l'oligoclase (Na, Ca) Al (Si, Al) 3O8. En plus de ces minéraux formant des roches, qui font partie des feldspaths, le sodium se trouve dans de grands gisements de sel. Surtout, il y a d'importants gisements de halite (chlorure de sodium, familièrement appelé sel gemme), qui ont surgi de l'assèchement de certaines parties de la mer. Ceux-ci représentent la source la plus importante pour l'extraction du sodium et de ses composés.Les sites allemands de production de sel bien connus incluent Salzgitter, Bad Reichenhall, Stade et Bad Friedrichshall.

En plus du chlorure de sodium commun, d'autres composés sont présents dans la nature. Le nitrate de sodium ou nitrate de sodium (également appelé nitrate du Chili) NaNO3 est l'un des rares minéraux nitrates naturels. En raison de sa bonne solubilité dans l'eau, il n'est présent que dans des zones particulièrement sèches, comme le désert d'Atacama au Chili. Avant l'invention du procédé Haber-Bosch, c'était la matière première la plus importante pour de nombreux engrais et explosifs.

Le carbonate de sodium Na2CO3 se trouve également naturellement dans plusieurs minéraux. Le minéral le plus connu est la soude Na2CO3 · 10 H2O. Il est extrait en grande quantité et utilisé principalement dans la production de verre.

Il existe également un grand nombre d'autres minéraux sodiques (voir aussi : Catégorie : Minéraux sodiques). Un bien connu est la cryolite (pierre de glace, Na3 [AlF6]), qui, à l'état fondu, sert de solvant pour l'oxyde d'aluminium dans la production d'aluminium. Étant donné que le seul gisement de cryolite connu est extrait au Groenland, la cryolite est produite artificiellement.

Extraction et présentation

Le sodium est principalement obtenu à partir de chlorure de sodium, qui est généralement obtenu par extraction minière ou par séchage de solutions salines telles que l'eau de mer. Seule une petite partie du chlorure de sodium est transformée en sodium élémentaire, la plus grande partie est utilisée comme sel de table ou pour la production d'autres composés sodiques.

La production à grande échelle de sodium a lieu par électrolyse au sel fondu de chlorure de sodium sec dans une cellule dite de Downs (brevetée en 1924 par James C. Downs). Un mélange de sels eutectiques de 60% de chlorure de calcium et 40% de chlorure de sodium, fondant à 580°C, est utilisé pour abaisser le point de fusion. Le chlorure de baryum est également possible comme additif. Une tension d'environ sept volts est appliquée. Pour produire un kilogramme de sodium, environ 10 kWh d'électricité sont utilisés lors de l'électrolyse, et environ 12 kWh dans l'ensemble du processus de production.

Formation de sodium sur la cathode

Formation de chlore sur l'anode

Réponse globale

La cellule d'électrolyse cylindrique se compose d'une anode centrale en graphite et d'un anneau cathodique latéral en fer. Au-dessus de la cellule se trouve une cloche qui recueille et évacue le chlore qui s'est formé. Le sodium s'accumule au-dessus des cathodes et est évacué de la cellule par une colonne montante refroidie. Le calcium qui s'est également formé s'y cristallise et retombe dans la masse fondue.

L'électrolyse du chlorure de sodium remplace le procédé Castner. Le sodium a été obtenu par électrolyse au sel fondu d'hydroxyde de sodium. Cela avait l'avantage du point de fusion plus bas de l'hydroxyde de sodium (318 ° C), mais plus d'énergie électrique est nécessaire. Depuis l'introduction de l'électrolyse chlor-alcali-sel fondu, le prix du sodium a chuté de façon spectaculaire. En termes de volume, le sodium est ainsi le métal léger le moins cher de tous. Le prix, cependant, dépend fortement des coûts de l'électricité et du prix du chlore qui est également produit.

Propriétés physiques

Le sodium est un métal léger blanc argenté et doux. Dans de nombreuses propriétés, il se situe entre le lithium et le potassium. Le point de fusion de 97,82°C est compris entre celui du lithium (180,54°C) et celui du potassium (63,6°C). Ceci est similaire avec le point d'ébullition et la capacité thermique spécifique. Avec une densité de 0,968 g · cm − 3, le sodium est l'un des éléments spécifiquement les plus légers. Parmi les éléments solides à température ambiante, seuls le lithium et le potassium ont une densité plus faible. Avec une dureté Mohs de 0,5, le sodium est si doux qu'il peut être coupé avec un couteau.

Comme les autres métaux alcalins, le sodium cristallise dans le système cristallin cubique dans un réseau centré sur le corps avec le groupe d'espace Im3m (groupe d'espace n° 229) et deux unités de formule par maille unitaire. Au-dessous de 51 K, il se transforme en un empilement de sphères hexagonal le plus proche avec les paramètres de réseau a = 376 pm et c = 615 pm.

La vapeur de sodium se compose à la fois d'atomes métalliques individuels et de dimères de la forme Na2. Au point d'ébullition, 16 % des atomes sont sous forme de dimères. La vapeur est jaune et apparaît violette lorsqu'elle est vue à travers.

Avec le potassium, des mélanges liquides se forment dans une large gamme de concentrations à température ambiante. Le diagramme de phases montre un composé à fusion incongrue Na7K à 2°C et un eutectique à -12,6°C avec une teneur en potassium de 77% (fraction massique).

Propriétés chimiques

Comme les autres métaux alcalins, le sodium est un élément très basique (potentiel normal : -2,71 V) et réagit facilement avec de nombreux autres éléments et parfois avec des composés. Les réactions sont particulièrement violentes avec les non-métaux, comme le chlore ou le soufre, et se produisent avec une flamme jaune vif.

L'oxygène par ailleurs réactif est une spécialité.Le sodium et l'oxygène ne réagissent pas directement entre eux sans la présence d'eau à température ambiante ou lorsqu'ils sont chauffés. Dans une atmosphère d'oxygène complètement anhydre, le sodium peut même fondre sans réagir. Si, par contre, il y a des traces d'humidité, il brûle facilement pour former du peroxyde de sodium.

Réaction du sodium avec l'oxygène

La réaction fortement exothermique du sodium avec l'eau

Le sodium réagit avec l'eau pour former de l'hydroxyde de sodium, formant de l'hydrogène. Des enregistrements à grande vitesse de la réaction des métaux alcalins avec l'eau suggèrent une explosion de Coulomb.

Réaction du sodium avec de l'eau

Dans les alcools, le sodium est transformé en alcoolates de sodium avec formation d'hydrogène. Il fond souvent en raison de la chaleur élevée de la réaction. Si le sodium est finement distribué et la grande surface de réaction qui en résulte, la réaction peut être explosive et enflammer l'hydrogène.

Réaction du sodium avec l'éthanol

Si le sodium entre en contact avec des composés chlorés tels que le dichlorométhane, le chloroforme, le tétrachlorure de carbone, une réaction rapide et exothermique se produit avec la formation de chlorure de sodium.
Sodium dissous dans l'ammoniac liquide

Le sodium se dissout dans l'ammoniaque liquide de couleur bleue. La couleur est basée sur les électrons libres qui sont libérés dans la solution par le sodium. La solution conduit également le courant électrique et est diluée paramagnétique. L'anion du sodium, l'ion sodium, par exemple sous forme de natrure de potassium (2.2.2-cryptand) (K + (C222) Na-) peut être représenté de manière similaire. C'est un agent réducteur très puissant.

isotope

Un total de 19 isotopes et 3 autres isomères de noyau de 18Na à 37Na sont connus du sodium. Parmi ceux-ci, un seul se produit naturellement, l'isotope 23Na. Cela fait du sodium l'un des 22 éléments purs. Les isotopes artificiels ayant la durée de vie la plus longue sont le 22Na, qui se convertit en 2,602Ne avec une demi-vie de 22 ans sous désintégration bêta-plus (β +) et 24Na, qui se désintègre également à 14,957Mg avec une demi-vie de 24 heures sous désintégration bêta. Ceux-ci sont utilisés comme traceurs en médecine nucléaire. Le 22Na peut être produit en irradiant des cibles de magnésium ou d'aluminium avec des protons à partir d'un cyclotron pendant plusieurs semaines.

Tous les autres isotopes et isomères n'ont que de courtes demi-vies de secondes ou de millisecondes.

Utiliser

De grandes quantités de chlorure de sodium et d'autres composés du sodium tels que le carbonate de sodium sont pompées. Cependant, seule une très petite partie de celui-ci est transformée en sodium. La majeure partie est utilisée directement ou convertie en d'autres composés.

Le sodium est le métal alcalin le plus utilisé. Il est utilisé à diverses fins à la fois techniquement et en laboratoire. Dans les cours et lors des cours expérimentaux, le sodium peut être utilisé pour produire de l'hydrogène à l'aide d'une cuillère à sodium et d'eau. Un certain nombre de composés de sodium sont fabriqués à partir d'une partie du sodium. Il s'agit par exemple du peroxyde de sodium utilisé comme agent de blanchiment et de la base forte amide de sodium. Ceux-ci ne se produisent pas naturellement et ne peuvent pas être obtenus directement à partir du chlorure de sodium. Le cyanure de sodium et l'hydrure de sodium sont fabriqués à partir de sodium. Le sodium influençant la structure de solidification, il peut être utilisé en complément des alliages aluminium-silicium (procédé d'affinage selon Aladár Pácz).

Catalyseur

Le sodium catalyse la polymérisation du 1,3-butadiène et de l'isoprène. Par conséquent, il a été utilisé pour la production de caoutchouc artificiel. Le plastique fabriqué à partir de sodium comme catalyseur, connu sous le nom de buna, a été le premier caoutchouc synthétique au monde. À partir de 1937, il a été produit dans les usines Buna (du nom de butadiène et de sodium) à Schkopau.

Liquide de refroidissement

Étant donné que le sodium avec une conductivité thermique de 140 W / (m · K), qui est bien supérieure à celle de l'acier (15 à 58 W / (m · K)), a de bonnes propriétés de transfert de chaleur et a également un point de fusion bas avec un large plage de liquide en même temps qu'il est utilisé comme liquide de refroidissement pour refroidir les soupapes d'échappement des moteurs à combustion interne, qui sont soumis à des charges thermiques élevées. A cet effet, les tiges de soupape sont creuses et partiellement remplies de sodium. Pendant le fonctionnement, le sodium fond et fait des va-et-vient entre les côtés chaud et froid. La chaleur est évacuée du disque de vanne chauffé au rouge.

Les reproducteurs rapides sont refroidis avec du sodium fondu. Dans de tels réacteurs surgénérateurs, les neutrons rapides produits lors de la fission nucléaire ne doivent pas être ralentis entre les crayons combustibles, comme dans d'autres types de réacteurs. Par conséquent, l'eau, qui agit comme agent de freinage (modérateur), ne doit pas être utilisée pour le refroidissement. La chaleur est ensuite transmise au générateur de vapeur pour le fonctionnement de la turbine via un circuit secondaire de sodium.

Génération de lumière

Les lampes à vapeur de sodium utilisent la lumière jaune caractéristique que la vapeur de sodium émet lors d'une décharge électrique. En raison de leur efficacité lumineuse élevée, ils sont souvent utilisés pour l'éclairage public.

Agent réducteur

Certains métaux, comme le titane, le zirconium, le tantale ou l'uranium, ne peuvent être obtenus par réduction avec du carbone car des carbures stables et non séparables se forment. En plus de quelques autres éléments, notamment l'aluminium et le magnésium, le sodium est donc utilisé comme agent réducteur. Un autre élément que le sodium est utilisé pour fabriquer est le potassium. Le potassium étant un élément très basique, il ne peut être obtenu par réduction avec du carbone. Une production théoriquement possible par électrolyse n'est techniquement pas possible en raison de la bonne solubilité du potassium dans une masse fondue de chlorure de potassium.

Le sodium joue un rôle important en tant qu'agent réducteur dans la synthèse organique. Pendant longtemps, l'application technique la plus importante du sodium a été la production de plomb tétraéthyle à partir de chloroéthane. C'était un important agent antidétonant qui était ajouté à l'essence. Pour des raisons environnementales, l'utilisation du plomb tétraéthyle a été sévèrement restreinte ou totalement interdite. Par conséquent, la consommation de sodium a diminué. Sinon, le sodium est utilisé dans d'autres réactions telles que la réduction de bouleau et le couplage pinacol. Cependant, ceux-ci sont plus intéressants à l'échelle du laboratoire.

Déshydratant

Étant donné que le sodium réagit également avec des traces d'eau, du fil de sodium fraîchement pressé peut être utilisé pour sécher des solvants organiques tels que l'éther diéthylique ou le toluène. Cette méthode n'est pas adaptée aux solvants halogénés (exemples : chlorure de méthylène, chloroforme) en raison de la réaction violente avec l'atome de chlore.

Les alliages sodium-potassium sont liquides à température ambiante. Ceux-ci sont utilisés pour le transfert de chaleur et la déshalogénation en synthèse organique. Na-K est bien adapté au séchage de certains solvants bien préséchés afin d'obtenir des teneurs en eau résiduelle particulièrement faibles.

Conducteur électrique

Au cours des années 1960, des câbles sodium gainés de polyéthylène ont été expérimentés. En raison de la conductivité inférieure, un câble de sodium hypothétique aurait un diamètre 75 % plus grand.

preuve

La détection qualitative et la détermination quantitative sont réalisées par spectroscopie atomique à travers la couleur jaune intense de la flamme ou, plus précisément, à travers la double raie Na à 588,99 nm et 589,59 nm.

La détection du sodium par voie purement chimique est très difficile. Étant donné que presque tous les composés du sodium sont facilement solubles dans l'eau, les réactions de précipitation classiques et les déterminations gravimétriques sont difficilement possibles. Les exceptions sont l'acétate de sodium magnésium uranyle jaune NaMg (UO2) 3 (CH3COO) 9 · 9 H2O et l'hexahydroxoantimonate de sodium incolore Na [Sb (OH) 6], tous deux peu solubles. Une réaction de précipitation avec le sel double sulfate-bismuth 3Na2SO4 · 2Bi2 (SO4) 3 · 2H2O est possible. Étant donné que les ions sodium sont incolores en solution aqueuse, les réactions colorées sont rarement effectuées. Par conséquent, en dehors de la chromatographie ionique, seules les méthodes spectroscopiques ont une importance pratique.

Physiologie

Le sodium est l'un des éléments essentiels à tous les organismes animaux. Dans l'organisme animal, le sodium - avec le chlore - est le neuvième élément le plus courant et le troisième ion inorganique le plus courant après le calcium et le potassium. Physiologiquement, il fait donc partie des éléments de masse. Le sodium est présent dans les êtres vivants sous forme d'ions Na +.

Avec un poids corporel moyen de 70 kg, le corps humain contient environ 100 g de sodium sous forme d'ions Na +. Les deux tiers sont disponibles sous forme de NaCl et un tiers sous forme de NaHCO3. Puisqu'il constitue 90 % des électrolytes extracellulaires du corps humain, la concentration en sodium détermine le volume du liquide interstitiel via le volume du vaisseau.

Apports de sodium recommandés et réels

Selon les valeurs de référence du DA-CH, la valeur estimée de l'apport minimal en sodium est de 550 mg/jour pour l'adulte. Cependant, divers organismes ont émis des recommandations notamment pour un apport maximal en sodium (OMS : 2 g/jour ; AHA : 1,5 g/jour).

L'apport quotidien réel en sodium est souvent supérieur à ces valeurs. La raison en est notre consommation de sel relativement élevée (2,5 g de sel contiennent environ 1 g de sodium). La National Consumption Study II (NVS II) de l'Institut Max Rubner, dans laquelle la consommation de sodium a été déterminée à l'aide de questionnaires, a montré un apport médian de 3,2 g/jour (hommes) et 2,4 g/jour (femmes). L'apport réel de sodium est vraisemblablement encore plus élevé, car l'enregistrement via des questionnaires est sujet à des erreurs. La détermination du sodium dans les urines de 24 heures sert de référence pour déterminer l'apport en sodium. Selon un rapport de l'OMS, l'excrétion de sodium dans l'étude INTERSALT dans divers endroits en Allemagne était de 4,1 à 4,5 g / jour (hommes) et de 2,7 à 3,5 g / jour (femmes).

Régulation du bilan sodique

La teneur en sodium est strictement contrôlée et est étroitement liée à la régulation du bilan hydrique. La concentration normale de sodium dans le sérum est d'environ 135 à 145 mmol/l. Si le niveau de sodium est inférieur, on parle d'hyponatrémie, dans laquelle il y a une augmentation du volume cellulaire. Dans l'hypernatrémie, en revanche, le taux de sodium est trop élevé et les cellules rétrécissent. Dans les deux cas, la principale atteinte est le fonctionnement du cerveau. Elle peut entraîner des crises d'épilepsie et des troubles de la conscience pouvant aller jusqu'au coma. Le système rénine-angiotensine-aldostérone, l'adiurétine et l'atriopeptine jouent un rôle important dans la régulation.

L'organe clé dans la régulation du sodium est le rein. Celui-ci est chargé de retenir l'eau en cas d'excès de sodium afin de diluer le sodium dans l'organisme et d'excréter le sodium lui-même. S'il y a une carence en sodium, plus d'eau est excrétée et le sodium est retenu. Il convient de noter, cependant, que les reins ont besoin d'un certain temps avant de pouvoir réagir au niveau de sodium modifié.

Répartition dans les cellules

Les ions Na + ne sont pas répartis uniformément dans l'organisme ; au contraire, comme pour les autres ions, les concentrations à l'intérieur et à l'extérieur des cellules sont très différentes. Ces gradients de concentration de Na + - et Cl- (principalement à l'extérieur), de K + - et d'anions organiques (principalement à l'intérieur) déterminent la majorité du potentiel membranaire des cellules vivantes. Ce potentiel membranaire et les gradients ioniques sont vitaux pour la plupart des cellules. Étant donné que les petits ions inorganiques migrent constamment vers la zone voisine en raison des différences de concentration, un processus actif est nécessaire pour contrer cela. Le rôle le plus important est joué par la pompe sodium-potassium, qui pompe à plusieurs reprises les ions Na + et K + tout en consommant de l'énergie.

Fonctions dans les cellules nerveuses

Les ions Na + jouent un rôle important dans la génération et la transmission d'excitations dans les cellules nerveuses (et les fibres musculaires). Au niveau des post-synapses des cellules nerveuses (et sur la plaque neuromusculaire des fibres musculaires) se trouvent certains récepteurs qui, après avoir été activés par des neurotransmetteurs libérés par la cellule nerveuse précédente lorsqu'elle est excitée, s'ouvrent et deviennent perméables aux ions sodium. L'afflux de sodium provoque une modification locale du potentiel membranaire de la cellule, qui est stable à l'état fondamental. L'intérieur devient moins négatif par rapport à l'extérieur, c'est ce qu'on appelle une dépolarisation. Si cette dépolarisation est encore assez forte sur le chemin de l'axone, un autre type de canal sodique s'ouvre. Ce sont les canaux sodiques voltage-dépendants de l'axone, qui transmettent la dépolarisation locale - avec d'autres canaux ioniques - à travers un rythme d'ouverture et de fermeture spécifique. Une onde de tension continue, le potentiel d'action, est créée sur les axones des cellules nerveuses. La pompe sodium-potassium joue un rôle essentiel dans la restauration de l'état de base.

Le sodium dans les plantes

Dans les plantes, cependant, le sodium joue un rôle secondaire. Alors que le potassium est essentiel pour toutes les plantes et la plupart des micro-organismes, le sodium n'est requis que par certaines plantes C4 et CAM, mais généralement pas par les plantes C3. Selon l'emplacement, cependant, les plantes qui peuvent bénéficier d'un apport en sodium se sont développées indépendamment de cela. Ces plantes, appelées halophytes, sont particulièrement communes dans les régions côtières ou autres zones où le sol a une forte concentration de sodium. Les halophytes tels que la betterave à sucre, le chou et de nombreuses graminées C4 sont tolérants au sel, car ils peuvent transporter le sodium du cylindre central dans les vacuoles des cellules des feuilles, où, en tant qu'ion osmotiquement efficace, il augmente la turgescence et augmente ainsi l'allongement des cellules et au lieu du potassium influence positivement la croissance de la surface foliaire. Le sodium remplace ainsi partiellement le potassium, mais dans une autre partie il a également un effet stimulateur de croissance supplémentaire.

Les plantes qui ne peuvent pas transporter le sodium du cylindre central vers les cellules des feuilles l'accumulent dans le parenchyme du xylème. Ces plantes dites natrophobes comprennent les haricots et le maïs, entre autres. Le sodium, s'il pénétrait dans les cellules des feuilles, ne pourrait pas être transporté dans les vacuoles, mais resterait dans le plasma cellulaire (cytosol) et y déplacerait le potassium qui est important pour la formation des polymères (carence en potassium induite par le sodium) . Cela a finalement conduit à une inhibition de la photosynthèse. L'accumulation de sodium dans le cylindre central de la racine et dans le tissu de la tige a un effet négatif sur la plante lorsque la concentration en sodium est élevée. L'augmentation de la valeur osmotique l'empêche d'absorber et de transporter l'eau. Les feuilles sont insuffisamment alimentées en eau et en nutriments, ce qui entraîne une diminution de la photosynthèse.

Étant donné que la plupart des plantes ne contiennent que de petites quantités de sodium, de nombreux herbivores doivent ingérer du chlorure de sodium supplémentaire provenant des dépôts de sel naturels.

Sicherheitshinweise

De plus petites quantités de sodium sont stockées sous le pétrole. Pour de plus grandes quantités, il existe des systèmes de manutention intégrés avec une atmosphère de gaz protecteur. Malgré le gaz protecteur ou le pétrole, le sodium est souvent recouvert d'une couche d'hydroxyde de sodium et d'oxyde de sodium.

Les incendies de sodium peuvent être éteints avec de la poudre de feu métallique (sel de table), du chlorure de potassium, des copeaux de fonte grise, ou comme pis-aller avec du sable ou du ciment sec. Cependant, le sable et le ciment réagissent dans une certaine mesure avec le sodium, ce qui réduit l'effet extincteur. En aucun cas de l'eau, de la mousse, de la poudre sèche, du dioxyde de carbone ou des halons ne doivent être utilisés. Certains de ces agents d'extinction réagissent fortement de manière exothermique avec le sodium, ce qui peut entraîner des incendies et des explosions plus graves.

Liens

Dans les composés, le sodium se produit exclusivement à l'état d'oxydation +1. Tous les composés ont un caractère fortement ionique et presque tous sont facilement solubles dans l'eau. Les composés de sodium sont parmi les sels les plus importants de nombreux acides. Les sels de sodium sont principalement utilisés industriellement pour obtenir les anions correspondants, car leur synthèse est peu coûteuse.

des composés halogènes

Le chlorure de sodium (NaCl), souvent appelé sel de table ou sel de table, est le sel de sodium le plus important et le plus connu. Comme il se produit en grande quantité, c'est la matière première la plus importante pour l'extraction du sodium et d'autres composés du sodium. Le chlorure de sodium est la source la plus importante de sodium pour l'homme. Techniquement, il est utilisé, entre autres, pour conserver les aliments et comme sel de voirie dans la circulation routière. Il tire son nom de la structure du chlorure de sodium, une structure cristalline typique de nombreux sels.

De plus, tous les autres halogénures de sodium possibles, à savoir le fluorure de sodium NaF, le bromure de sodium NaBr et l'iodure de sodium NaI, sont connus et stables.

composés oxygénés

Au total, cinq oxydes de sodium sont connus. Il s'agit de l'oxyde de sodium Na2O, du peroxyde de sodium Na2O2, de l'hyperoxyde de sodium NaO2, du trioxyde disodique Na2O3 et du trioxyde de sodium NaO3. L'oxyde de sodium est contenu dans de nombreux verres; il est créé à partir du carbonate de sodium utilisé dans la production de verre. Lorsque le sodium est brûlé, il n'est produit qu'à certaines températures (150-200 ° C) et des quantités de sodium et d'oxygène utilisées de manière stoechiométrique. Si ce n'est pas le cas, le sodium brûle en peroxyde de sodium. C'est un agent oxydant puissant et techniquement l'oxyde de sodium le plus important. Il est utilisé comme agent de blanchiment pour les textiles et le papier, ainsi que comme source d'oxygène en plongée et dans les sous-marins. Les autres oxydes sont très instables et se décomposent rapidement.

L'hydroxyde de sodium (NaOH) est l'une des bases les plus importantes dans l'industrie. La solution aqueuse d'hydroxyde de sodium est appelée soude caustique. Il est utilisé, entre autres, pour la production de savon et de colorants ainsi que pour la digestion de la bauxite dans la production d'aluminium.

des composés de soufre

Le sodium forme deux sels avec le sulfure d'hydrogène, le sulfure de sodium Na2S et le sulfure d'hydrogène de sodium NaHS. Les deux sont utilisés, entre autres, pour la précipitation des métaux lourds.

Le sulfate de sodium Na2SO4, le sel de sodium de l'acide sulfurique, est utilisé dans les détergents et dans l'industrie du papier dans le procédé au sulfate. Comme d'autres anions divalents, le sulfate forme également de l'hydrogénosulfate de sodium en plus du sulfate de sodium. D'autres acides oxy-soufres forment également des sels de sodium. Un exemple est le thiosulfate de sodium Na2S2O3, qui est utilisé comme sel de fixation dans la photographie analogique.
hydrures

Dans l'hydrure de sodium NaH et le borohydrure de sodium NaBH4, l'hydrogène est à l'état d'oxydation -1. Les deux sont principalement utilisés en chimie organique. L'hydrure de sodium est principalement utilisé comme base nucléophile forte et faible pour la déprotonation des thiols, des alcools, des amides, des composés CH-acides, etc., tandis que le borohydrure de sodium est utilisé pour réduire z. B. de cétones. Cette dernière réaction peut être effectuée sélectivement pour les cétones par la présence de composés du cérium (III) (réduction de Luche). S'ils entrent en contact avec de l'eau, de l'hydrogène gazeux H2 est produit.

Plus de composés de sodium

Le carbonate de sodium Na2CO3 et l'hydrogénocarbonate de sodium NaHCO3 sont les sels de sodium de l'acide carbonique. Avec le chlorure de sodium et l'hydroxyde de sodium, ils font partie des composés sodiques les plus importants. Le carbonate de sodium (souvent désigné par le nom commun de soude) est utilisé en grande quantité dans la production de verre. L'hydrogénocarbonate de sodium est utilisé comme bicarbonate de soude. Lorsqu'il est chauffé, il forme du dioxyde de carbone et de l'eau avec des acides.

Le nitrate de sodium NaNO3, le sel de sodium de l'acide nitrique, est l'un des rares composés de nitrate d'origine naturelle (le nitrate du Chili). Le nitrate de sodium est utilisé comme engrais et comme conservateur.

Les composés organiques du sodium, contrairement à ceux du lithium, sont très instables. Ils sont extrêmement réactifs et peuvent parfois réagir avec des hydrocarbures aliphatiques autrement non réactifs. Seuls les composés à radicaux aromatiques, tels que le cyclopentadiène, qui peuvent être utilisés comme agents réducteurs, sont suffisamment stables pour des applications dans des réactions.

Les savons sont des sels de sodium ou de potassium d'acides gras. Pour la production, les graisses sont bouillies avec une solution de soude caustique ou d'hydroxyde de potassium. Ce processus est appelé ébullition du savon, la réaction chimique de saponification. Les graisses sont décomposées en glycérine et les sels alcalins des acides gras (les savons eux-mêmes). Alternativement, les savons peuvent être fabriqués directement à partir d'acides gras libres en les faisant réagir avec des alcalis pour former leurs sels. Des acides gras appropriés sont, par exemple, l'acide laurique, l'acide myristique, l'acide palmitique, l'acide stéarique, l'acide oléique et l'acide ricinoléique.

Prix ​​du sodium