المپياد جهاني شيمي
 سدیم: بخش اول
سدیم: بخش اولزنگ تفريح شيمي
عنصر پریشان حال!

 

 

 

 
عنصری که می‌خواهیم درباره‌اش صحبت کنیم، به تنهایی ماده‌ی منفجره است و همراه با کلر، تبدیل به نمک می‌شود! سدیم یک عنصر وحشی و پریشان است که در بسیاری از ترکیب‌ها وجود دارد. به غیر از نمک طعام که روزانه آن را مصرف می‌کنید، سدیم در جوش شیرین، سدیم پراکسید و بوراکس یا سدیم بورات دیده می‌شود. این عنصر برای کنترل فشار خون و عملکرد سیستم عصبی بدن بسیار حیاتی است. 
 
انفجار:
هنگامی که سدیم با آب ترکیب می‌شود، واکنش شدیدی نشان می‌دهد. این واکنش سدیم هیدروکسید، گاز هیدروژن و حرارت تولید می‌کند (واکنش گرمازا است). این حرارت به قدری است که گاز هیدروژن را مشتعل کرده و باعث می‌شود انفجاری رخ دهد. واکنش سدیم و آب به قدری سریع رخ می‌دهد که محققان آن را در فیلم‌های ضبط شده چندین مرتبه آهسته می‌کنند تا بتوانند به جزئیاتش پی ببرند. بر اساس پژوهش‌هایی که در مجله‌ی نیچر منتشر شده است، سدیم در واکنش با آب ابتدا الکترون‌هایش را از دست داده و تبدیل به یون مثبت می‌شود. سپس یون‌های مثبت با شدت یکدیگر را دفع می‌کنند و موجب پاره پاره شدن کل سدیم می‌شوند. چنین پدیده‌ای سطح بیشتری میان آب و سدیم ایجاد می‌کند و در نتیجه واکنش شدیدتر خواهد شد.
 
مهم‌ترین داده‌های سدیم عبارت‌اند از:
 
 عدد اتمی (تعداد پروتون‌‌ها در هسته): ۱۱
  نماد اتمی (در جدول تناوبی):Na
  وزن اتمی (جرم متوسط اتم): ۲۲.۹۸۹۷۶۹۲۸
  حالت فیزیکی در دمای اتاق: جامد
  چگالی: ۰.۹۷ گرم بر سانتی‌متر مکعب
  نقطه‌‌ی ذوب: ۹۷.۸۰درجه‌‌ی سانتی‌گراد
  نقطه‌‌ی جوش: ۸۸۳ درجه‌‌ی سانتی‌گراد 
  تعداد ایزوتوپ‌‌ها (اتم هایی از یک عنصر با تعداد متفاوت نوترون): ۲۱ ایزوتوپ، که 1ایزوتوپ آن پایدار است
  فراوان‌ترین ایزوتوپ ها: سدیم ۲۳ با ۱۰۰ درصد فراوانی در طبیعت
 
 
 
 
 
فلز واکنشگر:
سدیم یک فلز قلیایی است که در ردیف سمت چپ جدول تناوبی عناصر قرار گرفته است. سایر فلزات قلیایی و هم گروه سدیم عبارت‌اند از: لیتیوم، پتاسیم، روبیدیم، سزیم و فرانسیم. نکته‌ی مشترک میان این عناصر، داشتن تنها یک الکترون در لایه‌ی ظرفیت است. اتم‌ها برای پیوند با یکدیگر الکترون‌هایشان را به اشتراک می‌گذارند. داشتن تنها یک الکترون در لایه‌ی بیرونی به فلزات قلیایی این امکان را می‌دهد که خیلی ساده الکترون اضافی خود را با یک عنصر دیگر به اشتراک بگذارد. به همین دلیل می‌توان گفت که فلزهای قلیایی را هرگز نمی‌توان به تنهایی در طبیعت یافت، بلکه همیشه در ترکیب با دست کم یک عنصر دیگر دیده می‌شوند. 
 
ترکیب‌های سدیم‌دار از زمان‌های باستان شناخته شده‌اند. برای مثال مصریان باستان از ترکیبی به نام ناترون برای مومیایی کردن اجساد و خشک کردن و نگه‌داری گوشت استفاده می‌کردند. ناترون ترکیبی از خاکستر کربنات سدیم و جوش شیرین (بی‌کربنات سدیم) است. 
 
اما براساس داده‌های انجمن سلطنتی شیمی، امتیاز کشف سدیم متعلق به همفری دیوی (Humphry Davy) شیمیدان انگلیسی است. او هنگام الکترولیز هیدروکسید سدیم، موفق شد سدیم را جداسازی کند. هرچند که واکنش سدیم خالص با آب سرگرم‌کننده است، اما سدیم خالص کاربردهای عملی چندانی ندارد. می‌توان از سدیم مذاب به عنوان خنک کننده در رآکتورهای هسته‌ای استفاده کرد. براساس اعلام کمپانی هیتاچی که خود سازنده‌ی این نوع خنک کننده‌هاست، سردسازهای سدیمی ایمنی بیشتری دارند، زیرا رسانای خوب گرما هستند و در صورت لزوم می‌توانند حرارت اضافی تولید شده را پراکنده کنند. 
 
 
 
 
از طرف دیگر سدیم در ترکیب با عناصر دیگر کاربردهای فراوانی دارد. بوراکس در مواد شوینده و بهداشتی استفاده می‌شود، جوش شیرین در پخت مواد خوراکی کاربرد دارد و نیتریت سدیم برای حفاظت از مواد غذایی، به ویژه گوشت مورد استفاده است. 
 
در بدن ما انسان‌ها، سدیم به تنظیم میزان آب بدن کمک می‌کند و برای کنترل فشار خون نیز بسیار مهم است. با وجودی که انجمن قلب امریکا اعلام کرده که هر فرد باید روزانه ۱۵۰۰ میلی‌گرم نمک طعام مصرف کند، این عدد درباره‌ی شهروندان امریکایی چیزی حدود ۳۴۰۰ میلی‌گرم در روز است. مصرف متعادل نمک می‌تواند خطر ابتلا به بیماری‌های قلبی و عروقی را کاهش دهد.
 

 مریم درودیان

 

منابع:

 

Live Science

آزمایش‌هایی با اسید و باز

انفجار سدیم

گرمایش زمین

واکنش‌های ترکیبی

واکنش‌های رسوبی ۲

 

 

1395/7/26لينک مستقيم

نظر شما پس از تاييد در سايت قرار داده خواهد شد
نام :
پست الکترونيکي :
صفحه شخصي :
نظر:
تاییدانصراف
 المپياد شيمي

 

     

 

 

صفحه‌ي اصلي

     

 

راهنماي سايت

     

 

 

آموزش

     

 

بانك سوال

     

 

 

مسابقه

     

 

 

زنگ تفريح

     

 

 

مصاحبه و گزارش

     

 

 

معرفي كتاب

     

 

 

مشاوره

     

 

 

پرسش‌و‌پاسخ‌علمي

     

 

اخبار

 

فعاليت‌هاي علمي

 سايت‌هاي المپياد شيمي
 پيوندها
 بازديدها
كاربران غيرعضو آنلاينكاربران غيرعضو آنلاين:  638
 كاربران عضو آنلاين:  0
  کل كاربران آنلاين:  638