Sodyum

Sodyum, periyodik cetvelde Na (Latince natrium sözcüğünden) simgesi ile gösterilen ve atom numarası 11 olan element. Sodyum yumuşak ve kaygan bir metal olup alkali metaller grubuna aittir. Doğal bileşiklerin içinde (özellikle NaCl) bol miktarda bulunur. Yüksek oranda reaktiftir, sarı bir alevle yanar, su ile şiddetli reaksiyon verir ve havada hızla oksitlenir. Dolayısıyla, vazelin, gazyağı gibi hava ve su ile temasını kesecek bir ortamda saklanması gerekir.
Genel özellikleri
Diğer alkali metaller gibi sodyum da hafif, yumuşak, gümüşümsü beyaz renkte ve reaktif bir metaldir. Yüksek reaktif özelliğinden dolayı, doğada hiçbir zaman saf ve elementel halde bulunmaz. Sodyum metali suda yüzer; şiddetli bir şekilde reaksiyona girerek ısı çıkışına, yanıcı hidrojen gazı çıkışına ve kostik (NaOH) çözeltisi oluşumuna yol açar.
Kan ve vücut sıvılarının sinir uyarılarının nakli, kalp faaliyetleri ve bazı metabolizma fonksiyonlarının düzenlenmesi için sodyum iyonları gereklidir. Pek çok insanın sodyumu, (sodyum klorür: NaCl) mutfak tuzu formunda gereğinden fazla tükettiği ve bunun da sağlık üzerinde olumsuz etkileri olduğu düşüncesi oldukça yaygındır. Çok kolay yükseltgendiği için ametallerin birçoğuyla, özellikle hidrojenle, halojenlerle, kükürtle birleşir. Bileşiklerinde +1 değerlik alır. İçinde belirli birçok bileşiğin bulunabildiği bir malgama vererek cıva içinde çözünür.
Ayrıca ECF'da bol miktarda bulunur ve Impuls iletiminde en etkin elementlerden biridir.
Sodyum ve Sodyumun Özellikleri
Kaya tuzunda sodyum klorür halinde, bazen nitrat halinde (NaNO3) veya deniz bitkilerinde organik asitlerle birleşmiş halde çok yaygın olarak bulunur.
Meterol. Sodyum bulutu, çok yükseklerdeki rüzgarları, belli bir yükseltide bir füze tarafından yayılan sodyum kütlesinden yararlanılarak ölçme metodu; yayılan sodyum kütlesi flüorışıl hale gelir; bunların yer tarafından izlenen evrimi, atmosferi yer tarafından izlenen evrimi, atmosferin en yüksek bölgelerindeki rüzgarların veya iyonosfer rüzgarlarının evrimini incelenmesini sağlar. (Bu usulle ancak alaca karanlıkta ölçüler yapılabilir. İyonosfer rüzgarlarının ölçülmesi için 1964'te ortaya çıkartılan yeni bir usul, ölçümleri Centaure füzeleri tarafından püskürtülen trimetil alüminyum yardımıyla, gece yapılmasını sağlamıştır.)
Sodyumun Atom numarası 11, atom dizilişi 2-8-1dir ve kararlı hale geçerken 1 elektron verir, atom ağırlığı Na = 22,99 olan kimyasal elementtir. Alkali madenler grubunda, lityum ile potasyum arasında yer alır. 1807de, sodyum hidroksidin elektrolizi sayesinde Davy tarafından keşfedildi. Dövülgen ve yumuşak bir madendir; kırık yüzeyleri yeni olduğu zaman parlak beyaz renktedir, fakat havada hızla oksitlenerek donuklaşır. 0.97 g/mL, yoğunluğundadır, 98 Cta erir. 880 Cta kaynar hava etkisinden korumak için vazelin yağı veya gaz yağı içinde saklanır.
Çok kolay yükseldiğinden ametallerin birçoğuyla, özellikle hidrojenle, halojenlerle, kükürtle birleşir. Güçlü bir indirgendir: soğukta, hidrojen ve sodyum hidroksit vererek suyu ve birçok oksijenli ve halojenli bileşiği ayrıştırır. İçinde belirli birçok bileşiğin bulunabildiği bir amalgam vererek cıva içinde çözünür.
Ergemiş sodyum klorürün veya sodyum hidroksitin elektrolizinden veya sodyum karbonatın kömürle indirgenmesinden elde edilir. Sodyum, indirgen olarak kullanılır, mesela silisyum ve borun hazırlanmasını sağlar ve organik kimyada birçok uygulaması vardır. Ayrıca sodyum peroksitin (oksilit) üretiminde de kullanılır. Malgaması hidrojenleyici olarak işe yarar.
Sodyum bileşikleri. Sodyum, oksijenle birleşerek Na2O oksitini ve Na2O2 peroksitini verir. Sodyum oksit suyla tepkimeye girdiğinde NaOH (kostik soda veya sud kostik) veren bazik bir oksittir. Sodyum peroksit oksijen vererek su etkisi ile ayrışır (Bk. Oksilit) ve asitlerle oksijenli su (Hidrojen peroksit) verir.
Sodyum hidroksit veya kostik soda (sud kostik) NaOH 320 Cte a eriyen beyaz bir katıdır; akkor derecede uçucudur, suda ısı yayarak çözünür ve nem kaparak bozunur. Potasyum hidroksitle aynı özellikleri gösteren fakat ondan daha az yakıcı olan güçlü bir bazdır. Sodyum klorür çözeltisinin elektrolizi ile elde edilen, maddelerin birbirine etki etmesinden sakınarak, klor ile birlikte hazırlanır. Kirecin sodyum karbonata etkilemesiyle de elde edilebilir.
Günümüzde kullanılan solvey usulünde, derişik sodyum klorür çözeltisi amonyum hidrojen karbonatla (veya bileşenleri olan karbon dioksit veya amonyakla) birleşerek erimiş amonyum klorür ve çözünürlüğü az olan sodyum bikarbonat verir; dibe çökelen sodyum bikarbonat kavrularak nötr karbonat halinde dönüşür. Bu tepkimeler formülle şöyle gösterilebilir.
NaCl + CO2 + H2O + NH3 - NaHCO3 + NH4Cl
2NaHCO3 - Na2CO3 +H2O + CO2
Amonyum klorürü kireçle işleyerek amonyağı toplamak mümkündür. Kireç, işlem için karbon dioksit gerektiği zaman, kireç taşının kavrulması ile elde edilebilir.
Sodyum karbonat 10 mol su alarak, havada çiçeklenen klinorombik prizmalar halinde billurlaşır. Ayrışmadan erir. Sudaki çözeltisi güçlü bir alkali tepkime verir. Ayrıca sodyum karbonat, sanayide daha pahalı olan sodyum hidroksidin yerini almıştır. Camcılıkta ve birçok sodyum bileşiğinin üretiminde, çamaşırcılıkta, boyacılıkta, suların hazırlanmasında kullanılır. Sodyum hidrojen karbonat veya bikarbonata NaHCO3 Vichy tuzu da denir. Ve karbon dioksidin nötr sodyum karbonata etkimesi ile hazırlanır. Isıtılınca nötr sodyum karbonat ile karbon dioksidin ayrışır. Tıpta ve seltz hazırlanmasında kullanılır.
Nötür sodyum sülfür NaS ve asit sodyum sülfür Na HS, kükürtlü hidrojenin sodyum hidrokside etkimesi ile meydana gelir. Kükürt ile ısıtılınca, suni kükürt banyolarının hazırlanmasında kullanılan polisülfürleri verir.
Sodyum sülfata NaSO bazı inorganik kaynaklarda rastlanır. 10 mol su alarak renksiz ve hacimli klinorombik prizmalar halinde (Glauber tuzu) billurlaşır ve havada çiçeklenir ayrışmadan erir. Pencere camlarının hazırlanmasında kullanılır; tıpta mushil olarak da kullanılır. Sülfüroz asit gibi, bu bileşiklerde indirgen ve renk gidericidir. Sodyum hidrit NaNO sodyum nitrattan hazırlanır ve 217 derece Cte eriyen renksiz bir katıdır. Diazon boyar maddelerinin hazırlanmasında kullanılır. Boratlar arasında, en önemlisi borakstır. NaBO.
Sodyum tuzlarının özellikleri. Hemen hemen hepsi suda çözünür; az çözümlenenler arasında, ancak periyodat ile proantimonyat sayılabilir. Hepsi Bunsen bekinin alevini sarıya boyar.
Biyokim. Sodyum, hücrelerde ve dokulardaki su metobolizmasında ve organik sıvıların asit-bas dengesini sağlamakta önemli bir rol oynar. Dokulardakine yakın bir derişilikte, böbrekler tarafından organizmadan atılır. Potasyum iyonları ile sodyum iyonları arasında bir denge vardır ve bu denge sayesinde potasyum sodyumu etkisiz hale getirir ve sodyumun dışarı atılmasını yol açar: bu sidik söktürünce etkiden, birçok hastalığın tedavisinde veya bazı ilaç tedavileri sırasında yararlanılır.
Ecz.. Tedavide birçok sodyum tuzu kullanılır.
Zayıf asitlerin sodyum tuzları (bikarbonat, karbonat, borat) alkalidir ve alkali oldukları oranda kullanılır. Öbür sodyum tuzlarının tıpta kullanılma özellikleri asit köklerine bağlıdır boptik. (L)(Y)
Tarihçe
Sodyum, 1807'de Sir Humphry Davy'nin kostik sodayı elektroliz ederek elementel formda ayrıştırmasına kadar uzun süre bileşikleri halinde kullanılmıştı. Orta Çağ Avrupa'sında bir sodyum bileşiği (Latince adıyla sodanum) baş ağrısı ilacı olarak kullanılmaktaydı. Sodyumun simgesi, Na, yeni Latince natrium adı verilen bir sodyum bileşiğinden gelmektedir. O da Yunanca doğal bir tuza verilen nítron adından gelmiştir.
Bulunuşu
Sodyum yerkabuğunun ağırlıkça %2,6'sını oluşturur ve bu oranıyla en çok bulunan dördüncü element ve en çok bulunan birinci alkali metaldir.
19. yüzyılın sonlarında, sodyum; sodyum karbonat ile karbonun birlikte 1100 C ye ısıtılması ile kimyasal olarak elde edilmiştir.
Na2CO3 (sıvı) + 2 C (katı, kok) - 2 Na (buhar) + 3 CO (gaz).
Günümüzde sodyum ticari olarak, sıvı sodyum klorürün elektrolizi yoluyla üretilmektedir. İşlem Down hücresi içinde gerçekleşir ve NaCl, erime sıcaklığının 700 C nin altına düşürülmesi için kalsiyum klorürle (CaCl2) karıştırılır. Kalsiyum, sodyumdan daha elektro-pozitif olduğu için, katotta kalsiyum toplanmaz. Bu metot, yukarıda bahsedilen sodyum hidroksitin elektrolizi metoduna göre daha ekonomiktir.
Bileşikleri
Sodyum, oksijenle birleşerek Na2O protoksit ve Na2O2 peroksit verir. Sodyum protoksit, su ile birleşerek sodyum hidroksit (veya sud kostik, NaOH) veren bazik bir oksittir. Sodyum peroksit su etkisiyle oksijen vererek ayrışır ve asitlerle oksijenli su (hidrojen peroksit) verir.
Sodyum sülfat'a (Na2SO4) bazı inorganik kaynaklarda rastlanır. Tuzlu bataklıkların kristalleşmiş kısımlarından çıkarılır. Yapay olarak sülfürik asitin sodyum klorüre etkimesiyle de hazırlanır, tepkimede hidroklorik asit de oluşur. 10 mol su alarak renksiz ve hacimli klinorombik prizmalar halinde (Glauber tuzu) kristalleşir.
Sodyum nitrat (NaNO3) şili güherçilesini meydana getirir. Susuz romboedr'ler halinde kristalleşir, fakat nemli havada su alarak bozulur. Isıtılınca, önce oksijen ve nitrit, sonra azot, oksijen ve sodyum oksit halinde ayrışır. Gübre olarak kullanılır; ayrıca nitrik asit ve diğer nitratlar ile nitritlerin hazırlanmasında da kullanılır.
Sodyum nitrit (NaNO2), sodyum nitrattan hazırlanır ve 217 C'ta ergiyen renksiz bir katıdır. Diazo boyar maddelerinin hazırlanmasında kullanılır.
Sodyum bileşikleri; kimya, cam, metal, kağıt, petrol, sabun ve tekstil ensüstrisinin vazgeçilmez ögeleridir.
Kullanım alanları
Sodyum, esterlerin ve organik bileşiklerin yapımında kullanılır. Bu alkali metal, yaşam için gerekli olan tuzun (sodyum klorür, NaCl) bileşenidir. Diğer kullanım alanları:
Yapılarını geliştirmek için bazı alaşımlarda,
Yağlı asitlerle birlikte sabunlarda,
Metallerin yüzeyini temizleyip düzgünleştirme amacıyla,
Erimiş tuzları saflaştırmada,
Sodyum buharlı lambalarda aydınlatma amacıyla ve
Bazı nükleer reaktörlerde ısı transfer akışkanı olarak ve yüksek performanslı, içten yanmalı motorlarda içi boşluklu valflerde kullanılır.
İzotopları
Sodyumun bilinen 13 izotopu vardır. En kararlı olanı 23Na dur. İki adet radyo-izotopu vardır: 22Na (yarılanma ömrü = 2 bin 605 yıl) ve 24Na (yarılanma ömrü yaklaşık 15 saat).
Sodyum ve insan vücudu
β-galaktozidaz, α-amilaz enzimlerinin aktivatörüdür. 3,2 mg plazmada, 0,2 mg Eritrositlerde normal halde bulunur. Günlük ihtiyaç 4-6 g kadardır. Hücre dışı sıvılarında bulunur.
Sodyum metabolizması, böbrek üstü bezinin korteks hormonları tarafından düzenlenir. İdrar yolu ile uzaklaştırılır.
Kronik böbrek hastalıkları
Yanık olayları, terleme
İshal, kusma, bağırsak tıkanmasında sodyum düzeyi azalır.
Dehidratasyon, böbrek üstü bezinin aşırı çalışmasında ise artış gösterir.
Önlemler
Sodyum toz halinde iken, su içinde çok patlayıcı olup zehirlidir. Bu metal her zaman dikkatli bir şekilde muamele edilmelidir. Daima inert bir atmosferde veya, sıvı hidrokarbon (mineral yağı veya gazyağı) içinde saklanmalıdır.