Natrium

Natrium (Jawi: ‏نتريوم‎‎) ialah unsur kimia dalam jadual berkala yang mempunyai simbol Na (Natrium dari Latin) dan nombor atom 11. Natrium ialah logam reaktif yang lembut, licin, dan keperakan dan tergolong dalam kumpulan logam alkali yang banyak terdapat dalam sebatian semula jadi (tertamanya halit). Ia amatlah reaktif, terbakar dengan nyalaan kuning, bertindak balas secara cergas dengan air dan teroksida dalam udara, maka ia memerlukan penyimpanan dalam persekitaran yang lengai.
Seperti logam-logam alkali yang lain, logam natrium adalah lembut, ringan dan berwarna putih keperakan. Oleh kerana ia terlalu cergas, ia hanya wujud secara semulajadi dalam bentuk sebatian, dan tidak pernah sebagai logam keunsuran yang tulen. Logam natrium terapung di atas air, lalu bertindak balas dengan amat cergas sambil menghasilkan haba, gas hidrogen yang mudah terbakar serta larutan natrium hidroksida kaustik.
Ion natrium penting untuk pengawalaturan bendalir tubuh dan darah, penghantaran impuls saraf, kegiatan jantung, dan sesetengah fungsi metabolik. Terdapat anggapan meluas bahawa manusia biasanya akan memakan lebih daripada yang diperlukan, dalam bentuk natrium klorida (garam biasa), dan ini akan mempunyai kesan buruk terhadap kesihatan.
Di bawah tekanan yang melampau, natrium tidak lagi mengikut aturan biasa dalam perubahan kepada keadaan cecair. Kebanyakan bahan memerlukan lebih tenaga haba untuk melebur di bawah tekanan berbanding dengan dalam keadaan tekanan normal atmosfera. Ini kerana molekul-molekul akan disusun lebih rapat antara satu sama lain dan mempunyai ruang yang lebih kecil untuk bergerak. Pada tekanan 30 gigapascal (300,000 kali ganda tekanan atmosfera pada paras laut), suhu lebur natrium mula menurun. Pada 100 gigapascal, natrium akan melebur hampir pada suhu bilik.
Penjelasan untuk kelakuan yang luar biasa ini mungkin kerana unsur ini mempunyai satu elektron bebas yang ditekan lebih rapat dengan 10 lagi elektron-elektron apabila diletakkan di bawah tekanan, memaksa wujudnya interaksi yang pada kebiasaannya tidak akan hadir. Apabila berada di bawah tekanan, natrium pepejal membentuk beberapa struktur hablur yang ganjil, mencadangkan bahawa cecair tersebut mungkin akan mempunyai sifat-sifat seperti superkondusi atau superfluidity. (Gregoryanz, et al., 2005)
Natrium dalam bentuk logamnya ialah juzuk penting dalam pembuatan ester dan dalam perkilangan sebatian organik. Logam alkali ini juga juzuk dalam natrium klorida (NaCl) yang amatlah penting untuk hidupan. Kegunaan lain:
NaCl, sebatian dengan ion natrium dan klorida, ialah bahan pemindah haba yang penting.
Sifat-sifat berkaitan unsur ini telah lama dikaitkan bertindih dengan sejenis bahan sebatian disebutkan dengan nama Latin sodanum digunakan sebagai ubat untuk sakit kepala. Unsur logam natrium yang asas berjaya diasingkan pada tahun 1807 oleh Sir Humphry Davy melalui elektrolisis soda kaustik. Pada tahun 1809, seorang pakar kimia Jerman Ludwig Wilhelm Gilbert [en] mengusulkan nama Natronium kepada unsur asingan ditemukan Davy berasal daripada kata Yunani nítron merujuk kepada natron iaitu sejenis garam semulajadi yang dikehendaki pada zaman Mesir Purba sebagai bahan punca utama unsur ini. Singkatan ungkapan kimia untuk natrium akhirnya diterbitkan pada tahun 1814 oleh Jöns Jakob Berzelius dalam sistem simbol atomnya.
Seawal 1860 Kirchhoff dan Bunsen telah mengesan kepekaan ujian nyala yang terdapat pada natrium. Dijelaskan dalam Annalen der Physik und der Chemie dalam kertas kerja "Chemical Analysis by Observation of Spectra": "Di sudut bilik berisipadu 60 meter padu kami yang berada paling jauh daripada radas, kami telah meletupkan 3 mg. natrium klorat dengan gula susu sambil memerhati nyala tak berkilau di sebalik celah parut belauan. Setelah beberapa minit, nyalaan dengan perlahan-lahan bertukar menjadi kuning dan menunjukkan garis natrium yang terang yang hanya lesap selepas 10 minit. Daripada berat garam natrium dan isipadu udara dalam bilik, kami dapat menghitung dengan mudah bahawa satu bahagian berat udara tidak mungkin mengandungi lebih daripada 1/20 perjuta berat natrium."
Natrium secara relatifnya mempunyai kelimpahan tinggi pada bintang-bintang dan garis spektrum D unsur ini antara yang paling menonjol dalam cahaya bintang. Natrium merangkumi sebanyak 2.6% dari segi berat dalam kerak Bumi membuatkannya pada keseluruhannya unsur keempat paling berlimpah manakala dalam kumpulan logam alkali, yang paling berlimpah di Bumi.
Pada penghujung abad ke-19, natrium disediakan secara kimia dengan memanaskan natrium karbonat dengan karbon ke suhu 1100 °C.
Ia pada masa kini dihasilkan secara komersil melalui elektrolisis cecair natrium klorida. Ini boleh dilakukan dalam sebuah sel Down di mana NaCl dicampurkan dengan kalsium klorida untuk menurunkan takat lebur ke bawah 700 °C. Oleh sebab kalsium lebih elektropositif daripada natrium, tiada kalsium yang akan terhasil pada katod. Cara ini lebih murah daripada cara sebelumnya iaitu mengelektrolisis natrium hidroksida.
Logam natrium berharga lebih kurang 15 hingga 20 sen Amerika per paun (US$0.30/kg hingga ke US$0.45/kg) pada tahun 1997 sementara gred reagen (ACS) natrium berharga lebih kurang US$35 per paun (US$75/kg) pada tahun 1990.
Natrium klorida atau halit, lebih dikenali sebagai garam biasa, ialah sebatian natrium yang paling umum, tetapi natrium juga wujud dalam pelbagai jenis mineral lain, contohnya amphibole, cryolite, soda niter dan zeolite. Sebatian natrium penting dalam perindustriaan kimia, kaca, logam, kertas, petroleum, sabun, dan tekstil. Sabun pada amnya ialah garam natrium dengan sebilangan jenis asid lemak.
Sebatian natrium yang paling penting dalam industri ialah garam biasa (NaCl), abu soda (Na2CO3), soda penaik (NaHCO3), soda kaustik (NaOH), natrium nitrat (NaNO3), di- dan tri-natrium fosfat, natrium tiosulfat (hipo, Na2S2O3 · 5H2O), and tingkal (Na2B4O7 · 10H2O).
Terdapat tiga belas jenis isotop natrium yang telah berjaya dikenalpasti. Isotop yang stabil hanyalah Na. Natrium mempunyai dua isotop kosmogenik radioaktif (Na, separuh hayat = 2.605 tahun; dan Na, separuh hayat ≈ 15 jam).
Pendedahan sinaran neutron akut (contohnya, dalam kemalangan kritikal nuklear) akan menukar sebahagian Na stabil dalam plasma darah manusia kepada Na. Dengan mengira kepekatan isotop ini, sukatan (dos) radiasi neutron pada mangsa boleh dihitung.
Serbuk natrium sangatlah mudah meletup dalam air dan menjadi racun jika bergabung atau tak bergabung dengan kebanyakan unsur. Unsur ini haruslah dikendalikan dengan amat berhati-hati pada setiap masa. Natrium haruslah disimpan dalam atmosfera lengai, atau di bawah cecair hidrokarbon seperti minyak mineral atau kerosin.
Ion natrium memainkan pelbagai peranan penting dalam kebanyakan proses fisiologi. Sel-sel peka rangsang, contohnya, bergantung kepada kemasukan Na untuk menghasilkan penyahkutuban. Satu contoh proses ini ialah transduksi isyarat dalam sistem saraf pusat manusia.
Sesetengah neurotoksin yang sangat berbisa, seperti batrakotoksin, meningkatkan ketelapan ion natrium pada membran sel saraf dan otot, mengakibatkan penyahkutuban yang besar-besaran dan tak berbalik pada membran, yang akan mempunyai kesan yang boleh membawa maut.