Sodyum

Sodyum, ₁₁Na

Sodyum
Görünüm	simli beyaz metalik
Standart atom ağırlığı Ar, std(Na)	7001229897692800000♠22.98976928(2)
Periyodik tablodaki Sodyum
Li ↑ Na ↓ K neon ← sodyum → magnezyum
Atom numarası (Z)	11
Grup	grup 1 (alkali metal)
Period	periyot 3
Blok	s-blok
Element kategorisi	Alkali metal
Elektron konfigürasyonu	[Ne] 3s1
Kabuk başına elektron	2, 8, 1
Fiziksel özellikler
STP de Faz	katı
Erime noktası	370.944 K ​(97.794 °C, ​208.029 °F)
Kaynama noktası	1156.090 K ​(882.940 °C, ​1621.292 °F)
Yoğunluk (r.t. yakın)	0.968 g/cm3
sıvı olduğunda ( m.p.)	0.927 g/cm3
Kritik nokta	2573 K, 35 MPa (çıkarımı yapılan)
Isı entalpisi	2.60 kJ/mol
Buharlaştırma ısı	97.42 kJ/mol
Molar ısı kapasitesi	28.230 J/(mol·K)
Buhar basıncı P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k at T (K) 554 617 697 802 946 1153
Atom özellikleri
Oksidasyon durumları	−1, +1 (a güçlü baz oksit)
Elektronegatiflik	Pauling ölçeği: 0.93
İyonlaşma enerjisi	1.: 495.8 kJ/mol 2.: 4562 kJ/mol 3.: 6910.3 kJ/mol (daha fazlası)
Atom yarıçapı	deneysel: 186 pm
Kovalent yarıçapı	166±9 pm
Van der Waals yarıçapı	227 pm
sodyum spektral çizgileri
Diğer özellikler
Kristal yapı	​hacim merkezli kübik (bcc)
Sesin hızı kalay çubuk	3200 m/s (20 °C)
Termal Genleşme	71 µm/(m·K) (25 °C)
Termal iletkenlik	142 W/(m·K)
Elektriksel direnç	47.7 nΩ·m (20 °C)
Manyetik sıralama	paramanyetik
Manyetik alınganlık	+16.0·10−6 cm3/mol (298 K)
Young modülü	10 GPa
Kayma modülü	3.3 GPa
Bulk modülü	6.3 GPa
Mohs sertliği	0.5
Brinell sertliği	0.69 MPa
CAS Numarası	7440-23-5
Tarihçe
Keşfeden ve ilk izolasyon	Humphry Davy (1807)
sodyum ana izotopları
İzo­top Bol­luk Half-life (t1/2) Bozunma modu Boz­unma 22Na izi 2.602 y β+ 22Ne 23Na 100% kararlı 24Na trace 14.96 h β− 24Mg

Sodyum, sembolü Na ve atom numarası 11 olan kimyasal bir elementtir. Yumuşak, gümüşi beyaz, yüksek derecede reaktif bir metaldir. Sodyum, periyodik tablonun 1. grubunda yer alan alkali metaldir, çünkü dış kabuğunda kolayca bağışladığı ve pozitif yüklü bir iyon olan Na⁺ katyonu oluşturan tek bir elektrona sahiptir. Tek kararlı izotopu ²³Na'dır. Serbest metal doğada oluşmaz ve bileşiklerden hazırlanmalıdır. Sodyum, Dünya'nın kabuğunda en bol bulunan altıncı elementtir ve feldispatlar, sodalit ve kaya tuzu (NaCl) gibi birçok mineralde bulunur. Sodyum tuzlarının çoğu suda çözünür: Sodyum iyonları, Dünya minerallerinden suyun eons üzerindeki etkisiyle sızdı ve bu nedenle sodyum ve klor, okyanuslarda ağırlıkça en yaygın çözünmüş elementlerdir.

Sodyum ilk olarak 1807 yılında Humphry Davy tarafından sodyum hidroksitin elektrolizi ile izole edilmiştir. Diğer birçok faydalı sodyum bileşiği arasında, sabun üretiminde sodyum hidroksit (alkali çözelti) kullanılır ve sodyum klorür (yenilebilir tuz), insanlar dahil hayvanlar için bir buz çözücü ajan ve bir besindir.

Sodyum tüm hayvanlar ve bazı bitkiler için vazgeçilmez bir elementtir. Sodyum iyonları, hücre dışı sıvıdaki (ECF) ana katyondur ve bu nedenle ECF ozmotik basıncı ve ECF bölmesi hacmine önemli katkıda bulunurlar. ECF bölmesinden su kaybı, hipernatremi adı verilen bir durum olan sodyum konsantrasyonunu arttırır. ECF bölmesinden izotonik su ve sodyum kaybı, ECF hipovolemi adı verilen bir durumda bu bölmenin boyutunu azaltır.

Sodyum-potasyum pompası vasıtasıyla canlı insan hücreleri, pompalanan iki potasyum iyonu yerine üç sodyum iyonunu hücreden dışarı pompalar; hücre zarındaki iyon konsantrasyonlarını, içeriden dışarıya karşılaştırırken, potasyum yaklaşık 40:1 ve sodyum, yaklaşık 1:10 ölçer. Sinir hücrelerinde, hücre zarındaki elektrik yükü, yük dağıldığında sinir impulsunun - bir eylem potansiyeli - iletilmesini sağlar; sodyum bu aktivitede önemli bir rol oynar.

Özellikleri

Fiziksel

D çizgisini gösteren sodyum için emisyon spektrumu.

Standart sıcaklık ve basınçtaki sodyum, havadaki oksijen ile birleşen ve genellikle depolandığı koşullar olan yağa veya inert gaza batırılmadığı sürece grimsi beyaz sodyum oksit oluşturan yumuşak bir gümüş metaldir. Sodyum metal bir bıçakla kolayca kesilebilir ve iyi bir elektrik ve ısı iletkendir, çünkü değerlik kabuğunda sadece bir elektron vardır, bu da zayıf metalik bağ ve enerji taşıyan serbest elektronlarla sonuçlanır. Düşük atomik kütleye ve büyük atom yarıçapına sahip olduğu için, sodyum tüm elementel metallerin en az üçüncü yoğunluğudur ve su üzerinde yüzebilen sadece üç metalden biridir, diğer ikisi lityum ve potasyumdur. Sodyumun erime (98 °C) ve kaynama (883 °C) noktaları lityumdakilerden daha düşüktür, ancak gruptaki periyodik eğilimleri takiben daha ağır alkali metaller potasyum, rubidyum ve sezyumdan daha yüksektir. Bu özellikler yüksek basınçlarda önemli ölçüde değişir: 1,5 Mbar'da renk gümüş metalikten siyaha değişir; 1,9 Mbar'da malzeme kırmızı renkle saydam hale gelir; ve 3 Mbar'da sodyum berrak ve şeffaf bir katıdır. Tüm bu yüksek basınçlı allotroplar, izolatörler ve elektrodlardır.

Bir alev testinde, sodyum ve bileşikleri sarı renkte yanar, çünkü uyarılan 3s sodyum elektronları 3p'den 3s'ye düştüklerinde bir foton yayarlar; bu fotonun dalga boyu yaklaşık 589.3 nm'de D çizgisine karşılık gelir. 3p orbitalindeki elektronu içeren spin-yörünge etkileşimleri, D çizgisini 589.0 ve 589.6 nm'de ikiye böldü; her iki yörüngeyi de içeren aşırı ince yapılar daha fazla satıra neden olur.

Sodyum için pozitif bir alev testi parlak sarı bir renge sahiptir.

İzotopları

Yirmi izotop sodyum bilinmektedir, ancak sadece ²³Na stabildir. ²³Na, iki karbon atomunu bir araya getirerek yıldızlardaki karbon yakma işleminde yaratılır; Bunun için 600 megakelinlerin üzerindeki sıcaklıklar ve en az üç güneş kütlesine sahip bir yıldız gerekir. İki radyoaktif, kozmojenik izotop kozmik ışın spallasyonunun yan ürünüdür: ²²Na'nın yarı ömrü 2.6 yıl ve ²⁴Na, 15 saatlik yarı ömrü; diğer tüm izotopların yarı ömrü bir dakikadan azdır. İki nükleer izomer keşfedildi, daha uzun ömürlü olan ^24mNa ve yaklaşık 20.2 milisaniyelik yarılanma ömrüne sahip. Akut nötron radyasyonu, bir nükleer kritiklik kazasında olduğu gibi, insan kanındaki sabit ²³Na'nın bir kısmını ²⁴Na'ya dönüştürür; bir kurbanın nötron radyasyon dozu, ²⁴Na'nın ²³Na'ya göre konsantrasyonu ölçülerek hesaplanabilir.

Kimya

Sodyum atomları, soy gaz neonunun kararlı konfigürasyonundan bir tane daha olmak üzere 11 elektrona sahiptir. Birinci ve ikinci iyonizasyon enerjileri sırasıyla 495.8 kJ/mol ve 4562 kJ/mol'dür. Sonuç olarak sodyum genellikle Na⁺ katyonunu içeren iyonik bileşikler oluşturur.

Metalik sodyum genellikle potasyumdan daha az reaktiftir ve lityumdan daha reaktiftir. Sodyum metal, Na⁺/Na çifti için standart indirgeme potansiyeli −2.71 volt olmakla birlikte oldukça azalmaktadır, ancak potasyum ve lityum daha da olumsuz potansiyele sahiptir.

Tuzlar ve oksitler

Na+ ve Cl- merkezleri çevresinde oktahedral koordinasyonu gösteren sodyum klorürün yapısı. Bu çerçeve suda çözündüğünde dağılmakta ve su buharlaştığında yeniden bir araya gelmektedir.

Sodyum stearatın kimyasal yapısının iki eşdeğer görüntüsü, tipik bir sabun.

Sodyum bileşikleri, özellikle cam, kağıt, sabun ve tekstil üreten endüstrilerin merkezinde yer alan, büyük ticari öneme sahiptir. En önemli sodyum bileşikleri sofra tuzu (NaCl), soda külü (Na₂CO₃), kabartma tozu (NaHCO₃), kostik soda (NaOH), sodyum nitrat (NaNO₃), di- ve tri-sodyum fosfatlar, sodyum tiyosülfat (Na₂S₂O₃·5H₂O) ve boraks (Na₂B₄O₇·10H₂O). Bileşiklerde sodyum genellikle suya ve anyonlara iyonik olarak bağlanır ve sert Lewis asidi olarak görülür.

Çoğu sabun, yağ asitlerinin sodyum tuzlarıdır. Sodyum sabunlar, potasyum sabunlarından daha yüksek erime sıcaklığına sahiptir (ve "daha sert" görünür).

Tüm alkali metaller gibi sodyum da su ile ekzotermik olarak reaksiyona girer. Reaksiyon kostik soda (sodyum hidroksit) ve yanıcı hidrojen gazı üretir. Havada yakıldığında, bir miktar sodyum oksit ile öncelikle sodyum peroksit oluşturur.

Sulu çözeltiler

Sodyum, halojenürler, sülfatlar, nitratlar, karboksilatlar ve karbonatlar gibi suda çözünür bileşikler oluşturma eğilimindedir. Ana sulu türler aquo kompleksleridir [Na(H₂O)_n]⁺, burada n = 4-8; X = ışını kırınım verilerinden ve bilgisayar simülasyonlarından gösterilen n = 6 ile belirtilir.

Sodyum tuzlarının sulu çözeltilerden doğrudan çökelmesi nadirdir çünkü sodyum tuzları tipik olarak yüksek bir su afinitesine sahiptir. Bir istisna, sodyum bizmutfattır (NaBiO₃). Bileşiklerinin yüksek çözünürlüğü nedeniyle, sodyum tuzları genellikle buharlaştırma veya etanol gibi organik bir antisolvent ile çözülecektir; örneğin, etanol içinde sadece 0.35 g/L sodyum klorür çözülecektir. 15-taç-5 gibi taç eterler, bir faz transfer katalizörü olarak kullanılabilir.

Numunelerin sodyum içeriği, atomik absorpsiyon spektrofotometrisi veya iyon seçici elektrotlar kullanılarak potansiyometri ile belirlenir.

Elektridler ve sodidler

Diğer alkali metaller gibi sodyum da amonyak ve bazı aminlerde çözülerek koyu renkli çözeltiler elde edilir; bu çözeltilerin buharlaştırılması parlak bir metalik sodyum filmi bırakır. Çözeltiler koordinasyon kompleksi (Na(NH₃)₆)⁺ içerir, pozitif yük elektronlar tarafından anyonlar olarak dengelenir; kriptandlar bu komplekslerin kristalli katılar olarak izolasyonuna izin verir. Sodyum, taç eterler, kriptandlar ve diğer ligandlarla kompleksler oluşturur. Örneğin, 15-taç-5, sodyum için yüksek bir afiniteye sahiptir, çünkü 15-taç-5'in boşluk boyutu, sodyum iyonuna (1.9 Å) uyması için yeterli olan 1.7–2.2 Å'dir. Taç eterler ve diğer iyonoforlar gibi kriptandlar da sodyum iyonu için yüksek bir afiniteye sahiptir; alkali Nay türevleri, orantısızlaştırma yoluyla amonyaktaki sodyum çözeltilerine kriptand eklenerek elde edilebilir.

Organosodyum bileşikleri

Birçok organosodyum bileşiği hazırlanmıştır. C-Na bağlarının yüksek polaritesi nedeniyle, karbanyon kaynakları (organik anyonlu tuzlar) gibi davranırlar. İyi bilinen bazı türevler arasında sodyum siklopentadienid (NaC₅H₅) ve tritil sodyum ((C₆H₅)₃CNa) bulunur. Güçlü bir indirgeme ajanı olan sodyum naftalenid, Na⁺[C₁₀H₈•]⁻, Na ve naftalinin eterik çözeltilerde karıştırılması üzerine oluşur.

Metaller arası bileşikler

Sodyum, potasyum, kalsiyum, kurşun ve grup 11 ve 12 elementleri gibi birçok metal içeren alaşımlar oluşturur. Sodyum ve potasyum KNa₂ ve NaK'yı oluşturur. NaK %40-90 potasyumdur ve ortam sıcaklığında sıvıdır. Mükemmel bir termal ve elektrik iletkendir. Sodyum-kalsiyum alaşımları, NaCl-CaCl₂'nin ikili tuz karışımından ve üçlü NaCl-CaCl₂-BaCl₂ karışımından sodyumun elektrolitik üretiminin yan ürünleridir. Kalsiyum sodyum ile sadece kısmen karışabilir. Sıvı halde sodyum kurşunla tamamen karışabilir. Sodyum kurşun alaşımları yapmak için çeşitli yöntemler vardır. Biri onları eritmek, diğeri ise erimiş kurşun katotlara elektrolitik olarak sodyum biriktirmektir. NaPb₃, NaPb, Na₉Pb₄, Na₅Pb₂, ve Na₁₅Pb₄, bilinen sodyum kurşun alaşımlarından bazılarıdır. Sodyum ayrıca altın (NaAu₂) ve gümüş (NaAg₂) içeren alaşımlar oluşturur. Grup 12 metallerin (çinko, kadmiyum ve cıva) sodyum içeren alaşımlar ürettiği bilinmektedir. NaZn₁₃ ve NaCd₂, çinko ve kadmiyum alaşımlarıdır. Sodyum ve cıva NNaHg, NaHg₄, NaHg₂, Na₃Hg₂, ve Na₃Hg'yi oluşturur.

Tarihçe

İnsan sağlığındaki önemi nedeniyle, tuz, salaryumdan kaynaklanan İngilizce maaş kelimesiyle gösterildiği gibi, Roma askerlerine bazen diğer ücretleriyle birlikte verilen tuz gofretleri gibi önemli bir emtia olmuştur. Ortaçağ Avrupa'da, baş ağrısı ilacı olarak Latince sodanum adı verilen bir sodyum bileşiği kullanıldı. Sodyum isminin Arapça suda olduğu, baş ağrısı anlamına geldiği düşünülmektedir, çünkü sodyum karbonat veya soda'nın baş ağrısını hafifleten özellikleri erken zamanlarda iyi bilinmektedir. Bazen soda olarak adlandırılan sodyum uzun zamandır bileşiklerde tanınmış olmasına rağmen, metal kendisi Sir Humphry Davy tarafından sodyum hidroksitin elektrolizi yoluyla 1807 yılına kadar izole edilmedi. 1809'da Alman fizikçi ve kimyager Ludwig Wilhelm Gilbert, Humphry Davy'nin "sodyum" için Natronium ve Davy'nin "potasyumu" için Kalium isimlerini önerdi. Sodyumun kimyasal kısaltması ilk kez 1814 yılında Jöns Jakob Berzelius tarafından atomik semboller sisteminde yayınlandı ve elementin, çoğunlukla hidratlı sodyum karbonattan oluşan doğal bir mineral tuzu olan Mısır natronuna atıfta bulunan Yeni Latince adı natrium'un kısaltmasıdır. Natron, tarihsel olarak, daha sonra diğer sodyum bileşikleri tarafından tutulan birkaç önemli endüstriyel ve evsel kullanıma sahipti.

Oluşum

Yerkabuğu %2.27 sodyum içerir, bu da onu Dünya'daki en bol yedinci element ve alüminyum, demir, kalsiyum ve magnezyumun arkasında ve potasyumun önünde en bol beşinci metal haline getirir. Sodyumun tahmini okyanus bolluğu litre başına 1,08× 10⁴ miligramdır. Yüksek reaktivitesi nedeniyle asla saf bir element olarak bulunmaz. Halit ve natron gibi bazıları çok çözünür, amfibol ve zeolit gibi daha az çözünür olan birçok mineralde bulunur. Kriyolit ve feldispat gibi bazı sodyum minerallerinin çözünmezliği, feldispat durumunda bir polisilikat olan polimerik anyonlarından kaynaklanır.

Astronomik gözlemler

Atomik sodyum, spektrumun sarı-turuncu kısmında çok güçlü bir spektral çizgiye sahiptir (sodyum buharı sokak ışıklarında kullanılanla aynı çizgidedir). Bu, Güneş de dahil olmak üzere birçok yıldız türünde bir soğurma hattı olarak görülür. Çizgi ilk olarak 1814'te Joseph von Fraunhofer tarafından, şimdi Fraunhofer çizgileri olarak bilinen güneş spektrumundaki çizgileri araştırması sırasında incelenmiştir. Fraunhofer ona 'D çizgisi' adını vermişti, ancak şimdi ince ve aşırı ince bir yapı ile bölünmüş, yakından aralıklı bir grup olduğu biliniyor.

D çizgisinin gücü, diğer birçok astronomik ortamda tespit edildiği anlamına gelir. Yıldızlarda, yüzeyleri sodyumun atomik formda (iyonize olmaktan ziyade) var olması için yeterince soğuk olan herhangi birinde görülür. Bu kabaca F tipi ve soğutucu yıldızlara karşılık gelir. Diğer birçok yıldızın bir sodyum emme hattı var gibi görünmektedir, ancak bu aslında ön plandaki yıldızlararası ortamdaki gazdan kaynaklanmaktadır. İkisi yüksek çözünürlüklü spektroskopi ile ayırt edilebilir, çünkü yıldızlararası çizgiler yıldız rotasyonu ile genişletilenlerden daha dardır.

Sodyum aynı zamanda Merkür'ün atmosferi, Ay'ın ekzosferi ve çok sayıda başka cisim de dahil olmak üzere çok sayıda Güneş Sistemi ortamında tespit edilmiştir. Bazı kuyruklu yıldızların sodyum kuyruğu vardır, bu da ilk olarak 1997'de Hale-Bopp Kuyruklu Yıldızı gözlemlerinde tespit edilmiştir. Sodyum, bazı ekstrasolar gezegenlerin atmosferlerinde geçiş spektroskopisi ile bile tespit edilmiştir.

Ticari üretim

Sadece oldukça özel uygulamalarda kullanılan yılda yaklaşık 100.000 ton metalik sodyum üretilmektedir. Metalik sodyum ilk olarak 19. yüzyılın sonlarında, alüminyum üretimi için Deville işleminin ilk adımı olarak sodyum karbonatın 1100 °C'de karbotermal indirgenmesiyle ticari olarak üretildi:

Na₂CO₃ + 2 C → 2 Na + 3 CO

Alüminyum için yüksek talep sodyum üretim ihtiyacını yarattı. Erimiş bir tuz banyosunu elektrolize ederek alüminyum üretimi için Hall-Héroult işleminin başlatılması, büyük miktarlarda sodyum ihtiyacını sona erdirdi. Sodyum hidroksitin azaltılmasına dayanan ilgili bir işlem 1886'da geliştirilmiştir.

Sodyum şimdiki erimiş sodyum klorürün elektrolizi yoluyla, 1924'te patentli bir işleme dayanılarak ticari olarak üretilmektedir. Bu, erime noktasını 700 °C'nin altına indirmek için NaCl'nin kalsiyum klorür ile karıştırıldığı bir Downs hücresinde yapılır. Kalsiyum sodyumdan daha az elektropozitif olduğundan katotta kalsiyum birikmez. Bu yöntem önceki Castner işleminden (sodyum hidroksitin elektrolizi) daha ucuzdur.

Sodyum piyasası, depolanması ve nakliyesindeki zorluklar nedeniyle oynaktır; bir sodyum oksit veya sodyum süperoksit tabakasının oluşmasını önlemek için kuru bir inert gaz atmosferi veya susuz mineral yağ altında depolanmalıdır.

Kullanımları

Metalik sodyumun bazı önemli kullanımları olmasına rağmen, sodyum kullanım bileşikleri için ana uygulamalar; yılda milyonlarca ton sodyum klorür, hidroksit ve karbonat üretilmektedir. Sodyum klorür, buzlanmayı önleyici ve buz çözücü ve koruyucu olarak yaygın olarak kullanılır; sodyum bikarbonat kullanım örnekleri arasında bir yükseltme ajanı olarak pişirme ve soda püskürtme bulunmaktadır. Potasyum ile birlikte, birçok önemli ilacın biyoyararlanımlarını artırmak için sodyum eklenmiştir; potasyum çoğu durumda daha iyi iyon olsa da, sodyum düşük fiyatı ve atom ağırlığı için seçilir. Sodyum hidrid, organik kimyadaki çeşitli reaksiyonlar (aldol reaksiyonu gibi) için bir baz olarak ve inorganik kimyada bir indirgeyici ajan olarak kullanılır.

Metalik sodyum esas olarak sodyum borohidrür, sodyum azid, indigo ve trifenilfosfin üretimi için kullanılır. Bir zamanlar yaygın olarak kullanılan bir kullanım, tetraetil-kurşun ve titanyum metalinin yapımıydı; TEL ve yeni titanyum üretim yöntemlerinden uzaklaşılması nedeniyle, 1970'den sonra sodyum üretimi azaldı. Sodyum ayrıca bir alaşım metali, bir kireç önleyici ajan olarak ve diğer malzemeler etkisiz olduğunda metaller için bir indirgeyici ajan olarak kullanılır. Serbest elementin bir ölçeklendirme maddesi olarak kullanılmadığına dikkat edin, sudaki iyonlar sodyum iyonları ile değiştirilir. Sodyum plazma ("buhar") lambaları genellikle şehirlerde sokak aydınlatması için kullanılır ve basınç arttıkça sarı-turuncudan şeftaliye değişen ışık saçar. Tek başına veya potasyum ile sodyum bir kurutucudur; kurutucu kuruduğunda benzofenon ile yoğun mavi bir renk verir. Organik sentezde sodyum, Huş ağacı indirgeme gibi çeşitli reaksiyonlarda kullanılır ve bileşikleri kalitatif olarak analiz etmek için sodyum füzyon testi yapılır. Sodyum alkol ile reaksiyona girer ve alkoksitler verir ve sodyum amonyak çözeltisi içinde çözündüğünde, alkinleri trans-alkenlere indirgemek için kullanılabilir. Sodyum D hattında ışık yayan lazerler, kara tabanlı görünür ışıklı teleskoplar için uyarlanabilir optiklere yardımcı olan yapay lazer kılavuz yıldızları oluşturmak için kullanılır.

Isı transferi

Sıvı sodyum, bazı nükleer reaktörlerde ısı transfer sıvısı olarak kullanılır, çünkü reaktörde yüksek bir nötron akısı elde etmek için gereken yüksek termal iletkenliğe ve düşük nötron soğurma kesitine sahiptir. Sodyumun yüksek kaynama noktası, reaktörün çevresi (normal) basınçta çalışmasına izin verir, ancak dezavantajları, görsel bakımı engelleyen opaklığını ve patlayıcı özelliklerini içerir. Radyoaktif sodyum-24, operasyon sırasında nötron bombardımanı ile üretilebilir ve hafif bir radyasyon tehlikesi oluşturabilir; radyoaktivite reaktörden çıkarıldıktan sonraki birkaç gün içinde durur. Bir reaktörün sık sık kapatılması gerekiyorsa, NaK kullanılır; NaK, oda sıcaklığında bir sıvı olduğu için, soğutucu borularda katılaşmaz. Bu durumda, potasyumun piroforikliği, sızıntıları önlemek ve tespit etmek için ekstra önlemler gerektirir. Bir başka ısı transferi uygulaması, yüksek performanslı içten yanmalı motorlardaki poppet vanalarıdır; valf gövdeleri kısmen sodyum ile doldurulur ve valfleri soğutmak için bir ısı borusu olarak çalışır.

Biyolojik rolü

İnsanlardaki biyolojik rolü

İnsanlarda sodyum, kan hacmini, kan basıncını, ozmotik dengeyi ve pH'ı düzenleyen önemli bir mineraldir. Sodyum için minimum fizyolojik gereksinimin yenidoğanlarda günde yaklaşık 120 miligram ile 10 yaşın üzerinde günde 500 miligram arasında olduğu tahmin edilmektedir.

Diyet

Sodyum klorür, diyetteki başlıca sodyum kaynağıdır ve turşu konserveleri ve düzensiz gibi ürünlerde baharat ve koruyucu olarak kullanılır; Amerikalılar için, sodyum klorürün çoğu işlenmiş gıdalardan gelir. Diğer sodyum kaynakları, gıdada doğal oluşumu ve monosodyum glutamat (MSG), sodyum nitrit, sodyum sakarin, kabartma tozu (sodyum bikarbonat) ve sodyum benzoat gibi gıda katkı maddelerinde kullanılır.

Sağlık

Çalışmalar, sodyum alımının günde 2 g azaltılmasının sistolik kan basıncını yaklaşık iki ila dört mm Hg azaltma eğiliminde olduğunu bulmuştur. Sodyum alımındaki böyle bir azalmanın %9 ila 17 arasında daha az hipertansiyon vakasına yol açacağı tahmin edilmektedir.

Hipertansiyon dünya çapında her yıl 7,6 milyon erken ölüme neden olmaktadır. (Tuzun yaklaşık %39.3 sodyum içerdiğini - geri kalanının klor ve eser kimyasallar olduğunu; bu nedenle, 2.3 g sodyumun yaklaşık 5.9 g veya 5.3 ml tuz - yaklaşık bir ABD çay kaşığı olduğunu unutmayın.) Amerikan Kalp Derneği günlük sodyum 1.5g'ten fazla tavsiye etmemektedir.

Bir çalışma, idrarlarında günde 3 gramdan az sodyum salgılayan (ve dolayısıyla 3 g/d'den daha az alan) hipertansiyonu olan veya Günde 4 ila 5 gram olmayan kişilerin, atılanlardan daha yüksek ölüm, inme veya kalp krizi riskine sahip olduğunu buldu. Hipertansiyonu olan kişilerde günde 7 g veya daha fazla seviyeler daha yüksek mortalite ve kardiyovasküler olaylarla ilişkili idi, ancak bunun hipertansiyonu olmayan insanlar için doğru olmadığı bulundu. ABD FDA, hipertansiyon ve prehipertansiyonu olan yetişkinlerin günlük alımını 1.5 g'a düşürmesi gerektiğini belirtmektedir.

Renin-anjiyotensin sistemi vücuttaki sıvı ve sodyum konsantrasyonunu düzenler. Böbrekdeki kan basıncının ve sodyum konsantrasyonunun azalması, sodyumun tekrar kan dolaşımına geri emilimini uyaran aldosteron ve anjiyotensin üreten renin üretimiyle sonuçlanır. Sodyum konsantrasyonu arttığında, renin üretimi azalır ve sodyum konsantrasyonu normale döner. Sodyum iyonu (Na⁺), nöron fonksiyonunda ve hücreler ile hücre dışı sıvı arasındaki osmoregülasyonda önemli bir elektrolittir. Bu, tüm hayvanlarda, Na⁺/K⁺-ATPase, gradyana karşı iyon pompalayan aktif bir taşıyıcı ve sodyum / potasyum kanalları ile gerçekleştirilir. Sodyum, hücre dışı sıvıda en yaygın metal iyonudur.

Bitkilerde biyolojik rolü

C4 bitkilerinde sodyum, özellikle fosfoenolpiruvat rejenerasyonunda ve klorofil sentezinde metabolizmaya yardımcı olan bir mikrobesindir. Diğerlerinde, turgor basıncını korumak ve stomanın açılmasına ve kapanmasına yardımcı olmak gibi çeşitli rollerde potasyum yerine geçer. Topraktaki aşırı sodyum, su potansiyelini azaltarak su alımını sınırlandırabilir ve bu da bitki solmasına neden olabilir; sitoplazmada aşırı konsantrasyonlar enzim inhibisyonuna yol açabilir, bu da nekroz ve kloroza neden olur. Buna karşılık, bazı bitkiler köklerdeki sodyum alımını sınırlamak, hücre vakuollerinde saklamak ve köklerden yapraklara tuz taşınmasını kısıtlamak için mekanizmalar geliştirmiştir; fazla sodyum da yeni bitki hasarını sınırlandırarak eski bitki dokusunda depolanabilir. Halofitler, sodyum açısından zengin ortamlarda gelişebilecek şekilde adapte edilmiştir.

Güvenlik ve önlemler

Sodyum

Tehlikeler
GHS piktogramlar
GHS işaret kelimesi	Tehlike
GHS Tehlike bildirimleri	H260, H314
GHS Önlem Açıklamaları	P223, P231, P232, P280, P305+351+338, P370+378, P422
NFPA 704	2 3 2 W

Sodyum, suyla temas ettiğinde yanıcı hidrojen ve kostik sodyum hidroksit oluşturur; Yutma ve cilt, gözler veya mukoza zarlarındaki nem ile temas ciddi yanıklara neden olabilir. Sodyum, hidrojen (yüksek derecede patlayıcı) ve sodyum hidroksit (suda çözünen, daha fazla yüzey serbest bırakan) oluşumu nedeniyle su varlığında kendiliğinden patlar. Bununla birlikte, havaya maruz kalan ve ateşlenen veya kendiliğinden tutuşan (erimiş bir sodyum havuzu yaklaşık 290 °C'ye ulaştığında meydana geldiği bildirilmektedir) nispeten hafif bir ateş gösterir. Büyük (erimiş olmayan) sodyum parçaları durumunda, oksijen ile reaksiyon, koruyucu bir tabakanın oluşumu nedeniyle sonunda yavaşlar. Su bazlı yangın söndürücüler sodyum yangınlarını hızlandırır; karbon dioksit ve bromoklorodiflorometan bazlı olanlar sodyum ateşinde kullanılmamalıdır. Metal yangınlar D Sınıfıdır, ancak D Sınıfı tüm yangın söndürücüler sodyum ile çalışamaz. Sodyum yangınları için etkili bir söndürme maddesi Met-L-X'tir. Diğer etkili ajanlar arasında grafit tozu ve bir organofosfat alev geciktiriciye sahip Lith-X ve kuru kum bulunur. Nükleer reaktörlerde sodyum borularını inert gazla çevreleyen sodyum oksijeni izole ederek önlenir. Havuz tipi sodyum yangınları, yakalama tavası sistemleri adı verilen çeşitli tasarım önlemleri kullanılarak önlenir. Sızan sodyum oksijenden izole edildiği bir sızıntı toplama tankına toplanırlar.