Sodio a nuestro alrededor
Imagínese, hoy es un día típico de invierno. Te despiertas, te lavas los dientes y preparas un huevo con un poco de sal para el desayuno. Tiras tu ropa a la lavandería antes de salir por la puerta. La acera está cubierta de hielo, por lo que arroja un poco de hielo derretido para evitar que se caiga.
Lo crea o no, es posible que haya interactuado con cuatro tipos diferentes de compuestos de sodio en esa misma mañana. Verá, la pasta de dientes con la que se cepilló los dientes tenía fluoruro de sodio, la sal yodada que arrojó a sus huevos fue bicarbonato de sodio, el detergente para ropa que usó tenía borato de sodio y el hielo derretido que usó fue cloruro de sodio.
¡Quién diría que los compuestos de sodio juegan un papel importante en nuestra vida!
Abundancia y ocurrencia
El sodio es un metal alcalino y el quinto metal más abundante después del Al, Fe, Ca y Mg. Su abundancia total es de 28,300 ppm. Tiene un solo isótopo natural , 23 Na. Ocurre principalmente en los siguientes compuestos como sal de roca, NaCl y también como carbonato (trona), nitrato (sal pedro) y borato (bórax).
Pocos compuestos de sodio importantes y sus usos
Compuestos de oxígeno
El sodio forma una variedad de óxidos: el óxido normal (Na 2 O), el peróxido (Na 2 O 2 ), el superóxido (NaO 2 ), el sesquióxido (Na 2 O 3 ), el ozonido (NaO 3 ) y un número considerable de subóxidos. El monóxido blanco (Na 2 O) se prepara calentando el peróxido con sodio metálico a 450 ° C.
¿Para qué se utiliza el sodio en la vida cotidiana?
Na 2 O 2 +2 Na → 2Na 2 O
El color blanco del monóxido posiblemente se deba a defectos de la red . Los óxidos son fuertemente básicos e higroscópicos : se disuelven exotérmicamente en agua formando hidróxidos.
Na 2 O + H 2 O → 2NaOH
El peróxido de sodio se prepara quemando primero sodio metálico en un suministro limitado de oxígeno para producir óxido de sodio que luego reacciona con el oxígeno para producir el peróxido. El Na 2 O 2 es de color amarillo pálido y contiene el ion peróxido, O 2 2- y libera H 2 O 2 con agua o ácidos diluidos. Son fuertemente básicos y oxidantes.
Na 2 O 2 + 2H 2 O → 2NaOH + H 2 O
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El peróxido de sodio se combina explosivamente con el carbón y el aluminio. También se combina con azufre con incandescencia. El monóxido de carbono y el dióxido de carbono forman carbonato de sodio.
Na 2 O 2 + CO → Na 2 CO 3
Na 2 O 2 + CO 2 → Na 2 CO 3 + 1/2 O 2
El superóxido (NaO 2 ) es de color amarillo con un punto de fusión de 380 ° C. El NaO 2 es cúbico debido a la disposición desordenada de los iones O 2 – . Los superóxidos son poderosos agentes oxidantes . Reaccionan vigorosamente con el agua.
2NaO 2 + 2H 2 O → 2NaOH + H 2 O 2 + O 2
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Su reacción con el CO 2 se utiliza para generar oxígeno en sistemas cerrados.
4NaO 2 + 2CO 2 → 2 Na 2 CO 3 + 3O 2
Hidróxido
El hidróxido de sodio (NaOH) es una base muy fuerte . Es un sólido cristalino blanco soluble en agua y alcohol. El punto de fusión del NaOH es de 318 ° C y puede sublimarse, pero el vapor solo contiene dímeros. La evaporación de la solución acuosa del hidróxido produce NaOH, H 2 O y, a veces, algunos hidratos. El hidróxido se puede deshidratar calentándolo en una atmósfera inerte o bajo presión reducida. Al ser una base fuerte, reacciona con ácidos y óxidos ácidos como el CO 2 para formar sales y con alcoholes para formar alcóxidos.
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Haluros
Los haluros de sodio como el cloruro de sodio (NaCl), el bromuro de sodio (NaBr) son sólidos cristalinos incoloros con altos puntos de fusión y ebullición . Son muy solubles en agua . Se preparan haciendo reaccionar NaOH o Na 2 CO 3 con un HX apropiado como fluoruro de hidrógeno, cloruro de hidrógeno o bromuro de hidrógeno. La solubilidad de los haluros depende de las magnitudes relativas de la energía reticular y la energía total de hidratación. Solo para dar un ejemplo, la energía de hidratación total del fluoruro de sodio es -921KJ / mol y la energía reticular del NaF es -914 KJ / mol. Los haluros de sodio generalmente cristalizan en una disposición cúbica centrada en las caras .
Hidruro y sulfuro
El sodio reacciona con el hidrógeno para formar hidruro iónico (NaH) . Este hidruro salino es un sólido cristalino, blanco cuando es puro, pero a menudo grisáceo debido a las trazas del metal con un punto de fusión muy alto. La fuerte interacción culómbica entre el metal y el ion hidruro da como resultado un empaquetamiento cerrado y densidades muy altas del cristal. El NaH conduce la electricidad en estado fundido y en solución. Se descompone a alta temperatura dando el metal y el hidrógeno. El NaH es reactivo al aire y al agua.
El sodio se combina con el azufre para dar una gama de sulfuros M 2 S x (x = 1-6). Na 2 S 2 y Na 2 S 4 son los sulfuros de sodio más estables. Los sulfuros sufren hidrólisis en solución acuosa y el grado de hidrólisis disminuye a medida que aumenta la cadena de azufre. Las cadenas de polisulfuro son de naturaleza en zigzag con el ángulo SSS de 109 °. El sulfuro de sodio Na 2 se prepara comercialmente calentando una torta de sal (Na 2 SO 4 ) con carbón a 1000 ° C.
Na 2 SO 4 + 4C → Na 2 S + 4CO
Se utiliza en la industria textil, en la extracción de plata, en la elaboración de tintes azufrados y en el curtido .
Nitratos y nitritos
El nitrato de sodio (NaNO 3 ) es delicado . Los nitratos tienen puntos de fusión bajos y forman el nitrito al calentar alrededor de 500 ° C, emitiendo oxígeno.
2NaNO 3 → 2NaNO 2 + O 2
Con un calentamiento más fuerte, el nitrito se descompondrá para dar el óxido. El nitrito de sodio (NaNO 2 ) se prepara a gran escala mediante la siguiente reacción
Na 2 CO 3 + NO + NO 2 → 2 NaNO 2 + CO 2
El NaNO 2 es un sólido higroscópico cristalino incoloro y altamente soluble en agua. Se desproporciona en calefacción
5NaNO 2 → 3NaNO 3 + Na 2 O + N 2
Carbonato
El carbonato de sodio (Na 2 CO 3 ) y el bicarbonato de sodio (NaHCO 3 ) son muy solubles en agua . El Na 2 CO 3 es bastante estable a altas temperaturas, pero el bicarbonato se descompone en carbonato con un calentamiento fuerte.
2NaHCO 3 → Na 2 CO 3 + H 2 + CO 2
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Los bicarbonatos son mucho menos solubles que los carbonatos. Los bicarbonatos sólidos están unidos por enlaces de hidrógeno . NaHCO 3 tiene una cadena infinita de enlaces H asimétricos. La escasa solubilidad del NaHCO 3 se debe probablemente a la estructura con enlaces de hidrógeno. El Na 2 CO 3 tiene una variedad de usos. Se utiliza como ablandador de agua ya que puede precipitar los iones de calcio y magnesio presentes en el agua dura. Se utiliza en la fabricación de vidrio, papel, jabones y detergentes . Se utiliza en la pasta de dientes como agente espumante y abrasivo para aumentar el pH. Na 2 CO 3se utiliza en la industria del ladrillo como agente humectante y en la industria del algodón para neutralizar el ácido sulfúrico .
Uso de plantas
El sodio en combinación con el boro puede formar ciertos compuestos que se utilizan en la agricultura . Estos compuestos se pueden rociar sobre las hojas de las plantas para su crecimiento. El octaborato de disodio tetrahidratado es importante para aplicaciones agrícolas como aerosoles foliares porque tiene una solubilidad mucho mejor en comparación con los productos de boro convencionales como el bórax decahidrato y el bórax pentahidratado.
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Resumen de la lección
Esta lección discutió algunos compuestos importantes de sodio, sus propiedades y usos. Como el quinto metal más abundante, el sodio juega un papel importante en nuestra vida diaria.
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