Sodík – Web o chemii, elektronice a programování

Obsah

Sodík, Na, je nejběžnější alkalický kov. Je to měkký, stříbrolesklý kov, sedmý nejrozšířenější prvek v zemské kůře (2,27 %). Ve vesmíru připadá jeden atom sodíku na zhruba 800 atomů vodíku.

Atomové číslo	11	Počet stabilních izotopů	1
Atomová hmotnost	22,98976828	Elektronová konfigurace	[Ne] 3s¹
Teplota tání [°C]	97,72	Teplota varu [°C]	883
Elektronegativita	0,93	Hustota [g.cm^-3]	0,968

V zemské kůře se vyskytuje výhradně ve formě solí, pro jeho vysokou reaktivitu ho nenacházíme v čistém stavu. Velká množství sodíku jsou rozpuštěna v mořské vodě. Nejběžnějším minerálem je halit NaCl. Patří mezi biogenní prvky, proto je rozšířený i v živých organismech.

Izotopy

Jediným stabilním izotopem sodíku je ²³Na. Na Zemi se ve stopových množstvích vyskytují ještě dva nestabilní izotopy:

Izotop	Poločas rozpadu
²²Na	2,60 roku
²³Na	stabilní
²⁴Na	14,96 hodin

²²Na

Stopová množství tohoto izotopu vznikají interakcí kosmického záření s ⁴⁰Ar v atmosféře.

Výroba

Kovový sodík se průmyslově vyrábí elektrolýzou eutektika 40 % NaCl a 60 % CaCl₂ při teplotě asi 850 °C. Kovový sodík a vápník se vylučují na katodě, následně se oddělí pevný vápník od stále kapalného sodíku. Dalším produktem výroby je plynný chlor.

Vlastnosti

Reaguje prudce s vodou a s kyslíkem vytváří nejprve oxid a poté peroxid, pokud reakce probíhá ve vlhkém vzduchu, je konečným produktem hydroxid sodný. V plameni poskytuje intenzivní žluté zabarvení.

Sloučeniny

Chlorid sodný

Jednou z nejvýznamnějších sloučenin sodíku je chlorid sodný, NaCl. V potravinářství je známý jako kuchyňská sůl. Má ale i mnoho využití v jiných odvětvích průmyslu. Získává se z několika zdrojů, nejdůležitější je solanka (angl. Brine) a kamenná sůl. Kamenná sůl vytváří obrovská naleziště, obsahujících poměrně čistý NaCl (okolo 90 %).

V roce 2021 bylo publikováno video zobrazující vznik krystalu NaCl.[7]

Reakce sodíku s vodou

Sodík reaguje s vodou prudce za vzniku hydroxidu sodného a vodíku. Reakce je silně exotermní, uvolněné teplo dokáže roztavit kovový sodík.

2 Na + 2 H₂O → 2 NaOH + H₂

Ethoxid sodný

Ethoxid sodný je běžná báze využívaná v organické syntéze, poprvé ho připravil Liebig v roce 1837, jeho krystalovou strukturu se podařilo objasnit až v roce 2020.[6] Pevný ethoxid se skládá ze dvou fází, ethoxidu C₂H₅ONa a jeho ethanolátu C₂H₅ONa·2C₂H₅OH.

2 C₂H₅OH + 2 Na → 2 C₂H₅ONa + H₂

Využívá se jako báze v Claisenově kondenzaci, např. ethylacetátu:

NaK

Slitina sodíku s draslíkem se označuje jako NaK, za laboratorní teploty je kapalná. Eutektikum tvoří při obsahu 77 % draslíku a 23 % sodíku, kdy má teplotu tání -13 °C.

Fázový diagram NaK s vyznačeným eutektikem (E). Zdroj: Steffen 962/Commons

Je to velmi reaktivní látka, lze s ní manipulovat jen v ochranné atmosféře argonu nebo dusíku, skladuje se pod vrstvou hexanu, příp. jiného uhlovodíku. Využívá se jako sušidlo pro organická rozpouštědla a jako chladící médium v některých typech jaderných reaktorů.[8]

V roce 2022 vyšlo pěkné review týkající se této slitiny.

Na₂He

Působením plynného helia za vysokého tlaku vzniká fáze Na₂He, kde ale není přitomna chemická vazba.[9]

NMR

Je známo okolo dvaceti izotopů sodíku, ale pouze ²³Na je stabilní, jeho jaderný spin je 3/2. ²³Na má střední citlivost, ale je kvadrupolární. Běžným standardem je roztok NaCl v D₂O.

	²³Na
Spin	3/2
Zastoupení v přírodě [%]	100
Citlivost vzhledem k ¹H	0,0927
Citlivost vzhledem k ¹³C	545
Rezonanční frekvence v poli 1 T	11,2688
Jaderný magnetický moment	+2,217522
Rozsah chemických posunů	70 ppm; -62 až 10 ppm

Jádro ²³Na bude možná časem použitelné i v MRI.

²³Na chemické posuny

Sloučenina/Ion	Chemický posun [ppm]
Na⁺ (aq)	10 – (-10)
NaCl	0
Organosodné sloučeniny	-3 – (-15)
Na^–	-58 – (-62)

Odkazy

Navigace

4 Replies to “Sodík”