Producenci
Sód Metaliczny
Cena regularna:
Cena regularna:
towar niedostępny
dodaj do przechowalni
Opis
Sód metaliczny
Inne nazwy:sód, sód metaliczny, natrium
Wzór chemiczny:Na
Masa molowa:22.99 g/mol
Numer CAS: 7440-23-5
Liczba atomowa: 11
Wygląd:Miękkie, srebrzystobiałe, metaliczne ciało stałe o lśniącej, świeżo odsłoniętej powierzchni
Zapach:Bezwonny
Gęstość:Około 0.968 g/cm3w 20 °C
Struktura krystaliczna:Regularna przestrzennie centrowana (bcc) w warunkach otoczenia
SMILES:[Na]
Sód jest wysoce reaktywnym metalem alkalicznym należącym do grupy 1 układu okresowego. Jego konfiguracja elektronowa to [Ne]3s1 , z pojedynczym elektronem walencyjnym, który łatwo ulega oderwaniu, tworząc jon Na+ jonu. Ten układ elektronowy odpowiada za silnie elektrododatni i redukujący charakter pierwiastkowego sodu i odróżnia reaktywny metaliczny pierwiastek od znacznie bardziej chemicznie stabilnych jonów sodu obecnych w jego związkach.
Metaliczny sód jest miękki i może być mechanicznie odkształcany w temperaturze pokojowej. Jego świeżo odsłonięta powierzchnia ma jasny, metaliczny wygląd, lecz powierzchnia szybko pokrywa się produktami reakcji po wystawieniu na tlen i wilgoć z powietrza. Sód jest doskonałym przewodnikiem elektrycznym i cieplnym i ma niezwykle niską temperaturę topnienia w porównaniu z wieloma powszechnymi metalami konstrukcyjnymi.
Właściwości chemiczne i fizyczne
Sód jest ciałem stałym w temperaturze pokojowej i krystalizuje w strukturze przestrzennie centrowanej w warunkach otoczenia. Pomiary dyfrakcji rentgenowskiej sodu metalicznego wyznaczyły w temperaturze pokojowej stałą sieci około 4.29 Å. Szczegółowe badania krystalograficzne pokazują, że jego struktura może ulegać przejściom w niskich temperaturach i przy bardzo wysokich ciśnieniach.
Temperatura topnienia sodu wynosi około 370.96 K, co odpowiada 97.81 °C. NIST Chemistry WebBook podaje normalną temperaturę wrzenia około 1156 K, czyli około 883 °C. Stosunkowo niska temperatura topnienia umożliwia stosowanie sodu jako metalu ciekłego w szerokim zakresie temperatur.
Gęstość stałego sodu wynosi około 0.968 g/cm3 w 20 °C, co czyni go mniej gęstym niż woda. Jego przewodność cieplna wynosi około 130–140 W·m −1 ·K −1 w pobliżu temperatury pokojowej, co odzwierciedla wysoką ruchliwość elektronów przewodnictwa, charakterystyczną dla wiązania metalicznego.
Sód ma niską pierwszą energię jonizacji i łatwo przekazuje swój zewnętrzny elektron innym gatunkom chemicznym. Dlatego działa jako silny reduktor w licznych przemianach nieorganicznych i organicznych. Dominujący stopień utlenienia w zwykłych związkach sodu to +1.
Metaliczny sód silnie reaguje z wodą zgodnie z równaniem ogólnym 2Na + 2H2 O → 2NaOH + H2 . Proces jest silnie egzotermiczny i wytwarza wodór wraz z wodorotlenkiem sodu. Sód reaguje także łatwo z tlenem, halogenami, alkoholami i licznymi innymi substancjami protonowymi lub utleniającymi.
Ze względu na wysoką reaktywność chemiczną wobec tlenu i wody, sód w stanie wolnym nie występuje naturalnie jako metal w zwykłych warunkach na Ziemi. Zamiast tego sód występuje głównie w postaci termodynamicznie stabilnych związków jonowych.
Zastosowania
Sód metaliczny jest powszechnie stosowany jako odczynnik redukujący w chemii syntetycznej. Jego silne właściwości donorowe elektronów czynią go użytecznym w reakcjach obejmujących redukcję związków organicznych i nieorganicznych, procesy sprzęgania redukcyjnego oraz przygotowanie reaktywnych intermediatów.
W syntezie organicznej sód można stosować w redukcjach z udziałem metalu rozpuszczonego oraz w reakcjach obejmujących transfer pojedynczego elektronu. Sód metaliczny odgrywał historycznie ważną rolę w reakcjach tworzenia wiązań węgiel–węgiel, w tym w chemii sprzęgania typu Wurtza, oraz w przygotowaniu alkoksydów sodu i pokrewnych odczynników organometalicznych lub silnie zasadowych.
Sód jest stosowany jako prekursor w produkcji licznych związków zawierających sód, gdzie bezpośrednia reakcja metalu daje dostęp do wysoko reaktywnych pochodnych sodu. Przykłady obejmują alkoksydy sodu i wybrane związki organosodowe używane jako odczynniki lub intermediaty w syntezie laboratoryjnej i przemysłowej.
Ciekły sód ma istotne zastosowania w przenoszeniu ciepła ze względu na wysoką przewodność cieplną, stosunkowo niską lepkość i szeroki zakres temperatur ciekłych. Był szeroko badany i stosowany jako chłodziwo w sodowo chłodzonych szybkich reaktorach jądrowych, gdzie wymagana jest efektywna ewakuacja ciepła z rdzeni reaktorów o wysokiej gęstości mocy.
Sód metaliczny był również stosowany w wyspecjalizowanych urządzeniach do wymiany ciepła, układach wysokotemperaturowych oraz technologiach par sodowych. Atomowy sód wytwarza intensywne charakterystyczne linie emisyjne, zwłaszcza dobrze znane żółte linie D w pobliżu 589 nm, co czyni pary sodu ważnymi w badaniach spektroskopowych i historycznie w technologiach oświetlenia wyładowczego.
W badaniach podstawowych sód służy jako modelowy metal o niemal swobodnych elektronach. Jego stosunkowo prosta struktura elektronowa sprawiła, że jest on ważny w badaniach wiązania metalicznego, powierzchni Fermiego, dynamiki sieci krystalicznej, przemian fazowych, fizyki wysokich ciśnień oraz teorii materii skondensowanej.
Źródła literaturowe
- National Institute of Standards and Technology. NIST Chemistry WebBook, SRD 69: Sodium, CAS 7440-23-5. Phase-change, thermochemical and atomic data.
- Rodebush, W. H.; Walters, E. G. “The Vapor Pressure and Vapor Density of Sodium.” Journal of the American Chemical Society, 1930, 52, 2654–2665. DOI: 10.1021/ja01370a011.
- Abe, H.; Ohshima, K.; Suzuki, T.; Watanabe, Y. “Temperature Dependence of the Lattice Constant in Metallic Sodium.” Journal of Applied Crystallography, 1994, 27, 1040–1042. DOI: 10.1107/S0021889894008642.
- Abe, H.; Ohshima, K.; Suzuki, T.; Hoshino, S.; Kakurai, K. “Neutron-Scattering Study of Metallic Sodium.” Physical Review B, 1994, 49, 3739–3745.
- Gregoryanz, E.; Lundegaard, L. F.; McMahon, M. I.; Guillaume, C.; Nelmes, R. J.; Mezouar, M. “Structural Diversity of Sodium.” Science, 2008, 320, 1054–1057.
- Lundegaard, L. F.; Gregoryanz, E.; McMahon, M. I.; Guillaume, C.; Loa, I.; Nelmes, R. J. “Single-Crystal Studies of Incommensurate Na to 1.5 Mbar.” Physical Review B, 2009, 79, 064105.
- Sakamoto, Y.; Garnier, J.-C.; Rouault, J.; Grandy, C.; Fanning, T.; Hill, R.; Chikazawa, Y.; Kotake, S. “Selection of Sodium Coolant for Fast Reactors in the US, France and Japan.” Nuclear Engineering and Design, 2013, 254, 194–217. DOI: 10.1016/j.nucengdes.2012.09.009.
- Müller, R. A.; Smidt, D. “Liquid Metal Cooled Fast Breeder Reactor Development and Its Mechanical-Structural Requirements and Problems.” Nuclear Engineering and Design, 1972, 19, 85–98. DOI: 10.1016/0029-5493(72)90011-8.
Klasyfikacja CLP:
Zwroty H (zagrożenia):
- H260: W kontakcie z wodą wydziela gazy palne, które mogą zapalić się samorzutnie.
- H314: Powoduje poważne oparzenia skóry oraz uszkodzenia oczu.
- H335: Może powodować podrażnienie dróg oddechowych.
Zwroty P (środki ostrożności):
- P223: Nie dopuszczać do kontaktu z wodą.
- P280: Stosować rękawice ochronne/odzież ochronną/ochronę oczu/ochronę twarzy.
- P301+P330+P331: IF SWALLOWED: Rinse mouth. DO NOT induce vomiting.
- P303+P361+P353: IF ON SKIN (or hair): Remove immediately all contaminated clothing. Rinse skin with water/shower.
- P305+P351+P338: IF IN EYES: Rinse cautiously with water for several minutes. Remove contact lenses if present and easy to do. Continue rinsing.
- P370+P378: W przypadku pożaru: Użyć środka gaśniczego wskazanego przez producenta do gaszenia.
- P501: Zawartość/pojemnik usuwać do uprawnionego odbiorcy odpadów niebezpiecznych lub zwrócić do dostawcy.
Piktogramy GHS:
- GHS02: Flammable
- GHS05: Corrosive
- GHS07: Harmful
