Sodík

Sodík je chemický prvek v periodické tabulce prvků, který má symbol Na (latinsky Natrium) a atomové číslo 11. Sodík je měkký, voskovitý, stříbřitě reaktivní kov patřící mezi alkalické kovy, který se hojně vyskytuje v přírodních sloučeninách (zejména v halitu).
Je vysoce reaktivní, hoří žlutým plamenem, prudce reaguje s vodou a na vzduchu oxiduje, což vyžaduje skladování v inertním prostředí.

Stejně jako ostatní alkalické kovy je sodík měkký, lehký, stříbřitě bílý, reaktivní kov. Vzhledem ke své extrémní reaktivitě se v přírodě vyskytuje pouze ve sloučeninách, nikdy ne jako čistý kov. Kovový sodík plave na vodě a prudce s ní reaguje za uvolňování tepla, hořlavého plynného vodíku a žíravého roztoku hydroxidu sodného.

Sodíkové ionty jsou nezbytné pro regulaci krve a tělesných tekutin, přenos nervových vzruchů, srdeční činnost a některé metabolické funkce. Obecně se má za to, že většina lidí konzumuje více, než je třeba, a to ve formě chloridu sodného neboli kuchyňské soli, což může mít negativní vliv na zdraví. Viz Jedlá sůl.

Při extrémním tlaku se sodík odchyluje od standardních pravidel pro přechod do kapalného stavu. Většina materiálů potřebuje k roztavení pod tlakem více tepelné energie než při normálním atmosférickém tlaku. Je to proto, že molekuly jsou na sebe těsněji nabaleny a mají méně prostoru k pohybu.
Při tlaku 30 gigapascalů (300 000násobek atmosférického tlaku na úrovni hladiny moře) začíná teplota tání sodíku klesat. Při tlaku kolem 100 gigapascalů se sodík roztaví při teplotě blízké pokojové.

Možné vysvětlení neobvyklého chování sodíku spočívá v tom, že tento prvek má jeden volný elektron, který je pod tlakem přisunut blíže k ostatním deseti elektronům, což si vynucuje interakce, které se za normálních okolností nevyskytují. Pod tlakem nabývá pevný sodík několika zvláštních krystalových struktur, což naznačuje, že kapalina může mít neobvyklé vlastnosti, jako je supravodivost nebo supratekutost. (Gregoryanz a kol., 2005)

Doporučujeme:  Vstupní školení

NaCl, sloučenina sodných a chloridových iontů, je důležitým materiálem pro přenos tepla.

Sodík (anglicky soda) je ve sloučeninách znám již dlouho, ale až v roce 1807 ho izoloval sir Humphry Davy elektrolýzou kaustické sody. Ve středověké Evropě se sloučenina sodíku s latinským názvem sodanum používala jako lék proti bolesti hlavy. Symbol sodíku, Na, pochází z novolatinského názvu pro běžnou sloučeninu sodíku s názvem natrium, který pochází z řeckého nítron, druh přírodní soli. Již v roce 1860 si Kirchhoff a Bunsen všimli citlivosti, kterou může mít plamenová zkouška na sodík. Uvedli to v časopise Annalen der Physik und der Chemie v článku „Chemická analýza pozorováním spekter“: „V rohu naší místnosti o objemu 60 m3 , který byl nejdále od přístroje, jsme nechali explodovat 3 mg chlorečnanu sodného s mléčným cukrem, přičemž jsme pozorovali nesvítící plamen před štěrbinou. Po několika minutách plamen postupně zežloutl a ukázal silnou čáru sodíku, která zmizela až po 10 minutách. Z hmotnosti sodné soli a objemu vzduchu v místnosti jsme snadno vypočítali, že jeden hmotnostní díl vzduchu nemohl obsahovat více než 1/20 miliontiny hmotnosti sodíku.“

Plamenová zkouška sodíku vykazuje zářivě žlutou emisi díky tzv. „sodíkovým D-čárkám“ na 588,9950 a 589,5924 nanometrů.

Sodík je ve hvězdách poměrně hojný a spektrální čáry D tohoto prvku patří ve světle hvězd k nejvýraznějším. Sodík tvoří asi 2,6 % hmotnosti zemské kůry, což z něj činí čtvrtý nejrozšířenější prvek celkově a nejrozšířenější alkalický kov.

Na konci 19. století se sodík připravoval chemicky zahříváním uhličitanu sodného s uhlíkem na teplotu 1100 °C.

Nyní se komerčně vyrábí elektrolýzou kapalného chloridu sodného. Ta se provádí v Downově článku, v němž se NaCl mísí s chloridem vápenatým, aby se snížil bod tání pod 700 °C. Protože je vápník elektropozitivnější než sodík, na katodě se nevytváří žádný vápník. Tato metoda je levnější než předchozí metoda elektrolyzace hydroxidu sodného.

Doporučujeme:  Jóga (alternativní medicína)

Kovový sodík stál v roce 1997 přibližně 15 až 20 amerických centů za libru (0,30 USD/kg až 0,45 USD/kg), ale sodík v reakční kvalitě (ACS) stál v roce 1990 přibližně 35 USD za libru (75 USD/kg).

Barvicí laser používaný na Starfire Optical Range pro experimenty s LIDARem a laserovými naváděcími hvězdami je naladěn na čáru D sodíku a slouží k excitaci atomů sodíku v horních vrstvách atmosféry.

Chlorid sodný nebo halit, známý spíše jako kuchyňská sůl, je nejběžnější sloučeninou sodíku, ale sodík se vyskytuje v mnoha dalších minerálech, jako je amfibol, kryolit, sodná sůl a zeolit. Sloučeniny sodíku jsou důležité pro chemický, sklářský, kovodělný, papírenský, ropný, mýdlový a textilní průmysl. Mýdlo je obecně sodná sůl některých mastných kyselin.

Bylo rozpoznáno třináct izotopů sodíku. Jediným stabilním izotopem je 23Na. Sodík má dva radioaktivní kosmogenní izotopy (22Na, poločas rozpadu = 2,605 roku; a 24Na, poločas rozpadu ≈ 15 hodin).

Akutní expozice neutronovému záření (např. při jaderné kritické havárii) přeměňuje část stabilního 23Na v lidské krevní plazmě na 24Na. Měřením koncentrace tohoto izotopu lze vypočítat dávku neutronového záření pro oběť.

Sodík v práškové formě je ve vodě vysoce výbušný a v kombinaci s mnoha dalšími prvky i bez nich je jedovatý. S tímto kovem je třeba vždy zacházet opatrně. Sodík musí být skladován buď v inertní atmosféře, nebo pod kapalným uhlovodíkem, jako je minerální olej nebo petrolej.

Fyziologie a sodíkové ionty

Sodíkové ionty hrají rozmanitou a důležitou roli v mnoha fyziologických procesech. Vzrušivé buňky například spoléhají na vstup Na⁺, který způsobuje depolarizaci. Příkladem je přenos signálu v lidském centrálním nervovém systému.

Některé silné neurotoxiny, například batrachotoxin, zvyšují propustnost sodíkových iontů v buněčných membránách nervů a svalů, což způsobuje masivní a nevratnou depolarizaci membrán s potenciálně fatálními následky.

Doporučujeme:  Sigmund Freud

Vyhledejte tuto stránku na Wikislovníku:
sodík