Sódio

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Sódio,  11 Na
Na (sódio) .jpg
Sódio
Aparênciametálico branco prateado
Peso atômico padrão A r, std (Na) 22,989 769 28 (2) [1]
Sódio na tabela periódica
Hidrogênio Hélio
Lítio Berílio Boro Carbono Azoto Oxigênio Flúor Néon
Sódio Magnésio Alumínio Silício Fósforo Enxofre Cloro Argônio
Potássio Cálcio Escândio Titânio Vanádio Cromo Manganês Ferro Cobalto Níquel Cobre Zinco Gálio Germânio Arsênico Selênio Bromo Krypton
Rubídio Estrôncio Ítrio Zircônio Nióbio Molibdênio Tecnécio Rutênio Ródio Paládio Prata Cádmio Índio Lata Antimônio Telúrio Iodo Xenon
Césio Bário Lantânio Cério Praseodímio Neodímio Promécio Samário Europium Gadolínio Térbio Disprósio Holmium Erbium Túlio Itérbio Lutécio Háfnio Tântalo Tungstênio Rênio Ósmio Iridium Platina Ouro Mercúrio (elemento) Tálio Liderar Bismuto Polônio Astatine Radon
Francium Rádio Actínio Tório Protactínio Urânio Neptúnio Plutônio Americium Curium Berquélio Californium Einsteinium Fermium Mendelévio Nobelium Lawrencium Rutherfordium Dubnium Seabórgio Bohrium Hassium Meitnerium Darmstádio Roentgenium Copernicium Nihonium Flerovium Moscovium Livermorium Tennessine Oganesson
Li

Na

K
néonsódiomagnésio
Número atômico ( Z )11
Grupogrupo 1: hidrogênio e metais alcalinos
Períodoperíodo 3
Bloquear  bloco s
Configuração de elétron[ Ne ] 3s 1
Elétrons por camada2, 8, 1
Propriedades físicas
Fase em  STPsólido
Ponto de fusão370,944  K (97,794 ° C, 208,029 ° F)
Ponto de ebulição1156,090 K (882,940 ° C, 1621,292 ° F)
Densidade (próximo à  rt )0,968 g / cm 3
quando líquido (em  mp )0,927 g / cm 3
Ponto crítico2573 K, 35 MPa (extrapolado)
Calor de fusão2,60  kJ / mol
Calor da vaporização97,42 kJ / mol
Capacidade de calor molar28,230 J / (mol · K)
Pressão de vapor
P  (Pa) 1 10 100 1 mil 10 k 100 k
em  T  (K) 554 617 697 802 946 1153
Propriedades atômicas
Estados de oxidação-1, +1 (um óxido fortemente básico )
Eletro-negatividadeEscala de Pauling: 0,93
Energias de ionização
  • 1o: 495,8 kJ / mol
  • 2º: 4562 kJ / mol
  • 3o: 6910,3 kJ / mol
  • ( mais )
Raio atômicoempírico: 186  pm
Raio covalente166 ± 21h
Raio de Van der Waals227 pm
Linhas de cores em uma faixa espectral
Linhas espectrais de sódio
Outras propriedades
Ocorrência naturalprimordial
Estrutura de cristalcúbica de corpo centrado (BCC)
Estrutura de cristal cúbico centrado no corpo para sódio
Velocidade do som haste fina3200 m / s (a 20 ° C)
Expansão térmica71 µm / (m⋅K) (a 25 ° C)
Condutividade térmica142 W / (m⋅K)
Resistividade elétrica47,7 nΩ⋅m (a 20 ° C)
Ordenação magnéticaparamagnético [2]
Suscetibilidade magnética molar+16,0 × 10 −6  cm 3 / mol (298 K) [3]
Módulo de Young10 GPa
Módulo de cisalhamento3,3 GPa
Módulo de massa6,3 GPa
Dureza de Mohs0,5
Dureza Brinell0,69 MPa
Número CAS7440-23-5
História
Descoberta e primeiro isolamentoHumphry Davy (1807)
Símbolo"Na": do novo latim natrium , cunhado do alemão Natron , ' natron '
Isótopos principais de sódio
Isótopo Abundância Meia-vida ( t 1/2 ) Modo de decaimento produtos
22 Na vestígio 2.602 a β + 22 Ne
23 Na 100% estábulo
24 Na vestígio 14,96 h β - 24 mg
Categoria Categoria: Sódio
| referências

O sódio é um elemento químico com o símbolo  Na (do latim natrium ) e número atômico  11. É um metal macio, branco prateado e altamente reativo . O sódio é um metal alcalino , estando no grupo 1 da tabela periódica. Seu único isótopo estável é 23 Na. O metal livre não ocorre na natureza e deve ser preparado a partir de compostos. O sódio é o sexto elemento mais abundante na crosta terrestre e existe em vários minerais , como feldspatos , sodalita e sal-gema(NaCl). Muitos sais de sódio são altamente solúveis em água: os íons de sódio foram lixiviados pela ação da água dos minerais da Terra ao longo de eras e, portanto, o sódio e o cloro são os elementos dissolvidos por peso mais comuns nos oceanos.

O sódio foi isolado pela primeira vez por Humphry Davy em 1807 pela eletrólise do hidróxido de sódio . Entre muitos outros compostos de sódio úteis, o hidróxido de sódio ( soda cáustica ) é usado na fabricação de sabão e o cloreto de sódio ( sal comestível ) é um agente de degelo e um nutriente para animais, incluindo humanos.

O sódio é um elemento essencial para todos os animais e algumas plantas. Os íons sódio são o principal cátion no líquido extracelular (LEC) e, como tal, são o principal contribuinte para a pressão osmótica do LEC e o volume do compartimento do LEC. [ carece de fontes? ] A perda de água do compartimento do LEC aumenta a concentração de sódio, uma condição chamada hipernatremia . A perda isotônica de água e sódio do compartimento do LEC diminui o tamanho desse compartimento em uma condição chamada hipovolemia do LEC .

Por meio da bomba de sódio-potássio , as células humanas vivas bombeiam três íons de sódio para fora da célula em troca de dois íons de potássio injetados; comparando as concentrações de íons através da membrana celular, de dentro para fora, o potássio mede cerca de 40: 1 e o sódio, cerca de 1:10. Nas células nervosas , a carga elétrica através da membrana celular permite a transmissão do impulso nervoso - um potencial de ação - quando a carga é dissipada; o sódio desempenha um papel fundamental nessa atividade.

Características

Fisica

Espectro de emissão para o sódio, mostrando a linha D .

O sódio na temperatura e pressão padrão é um metal prateado macio que se combina com o oxigênio do ar e forma óxido de sódio branco acinzentado , a menos que imerso em óleo ou gás inerte, que são as condições em que geralmente é armazenado. O sódio metálico pode ser facilmente cortado com um faca e é um bom condutor de eletricidade e calor porque tem apenas um elétron em sua camada de valência, resultando em ligações metálicas fracas e elétrons livres, que transportam energia. Por ter baixa massa atômica e grande raio atômico, o sódio é o terceiro menos denso de todos os metais elementares e é um dos únicos três metais que podem flutuar na água, sendo os outros dois o lítio e o potássio. [4]Os pontos de fusão (98 ° C) e ebulição (883 ° C) do sódio são inferiores aos do lítio, mas superiores aos dos metais alcalinos mais pesados, potássio, rubídio e césio, seguindo tendências periódicas para baixo no grupo. [5] Essas propriedades mudam dramaticamente em pressões elevadas: a 1,5 Mbar , a cor muda de prateado metálico para preto; a 1,9 Mbar o material torna-se transparente com uma cor vermelha; e a 3 Mbar, o sódio é um sólido límpido e transparente. Todos esses alótropos de alta pressão são isolantes e eletrídeos . [6]

Um teste de chama positivo para sódio apresenta uma cor amarela brilhante.

Em um teste de chama , o sódio e seus compostos brilham em amarelo [7] porque os elétrons 3s excitados do sódio emitem um fóton quando caem de 3p para 3s; o comprimento de onda deste fóton corresponde à linha D em cerca de 589,3 nm. As interações spin-órbita envolvendo o elétron no orbital 3p dividem a linha D em duas, a 589,0 e 589,6 nm; estruturas hiperfinas envolvendo ambos os orbitais causam muito mais linhas. [8]

Isótopos

Vinte isótopos de sódio são conhecidos, mas apenas 23 Na é estável. O 23 Na é criado no processo de queima de carbono nas estrelas pela fusão de dois átomos de carbono; isso requer temperaturas acima de 600 megakelvins e uma estrela de pelo menos três massas solares. [9] Duas radioactivos , cosmogénicos isótopos são o subproduto de fragmentação e desprendimento de raios cósmicos : 22 de Na tem uma meia-vida de 2,6 anos e 24 Na, uma meia-vida de 15 horas; todos os outros isótopos têm meia-vida de menos de um minuto. [10] Dois isômeros nuclearesforam descobertos, o de vida mais longa sendo 24 m Na com meia-vida de cerca de 20,2 milissegundos. A radiação de nêutrons aguda, a partir de um acidente de criticidade nuclear , converte parte do 23 Na estável do sangue humano em 24 Na; a dosagem de radiação de nêutrons de uma vítima pode ser calculada medindo a concentração de 24 Na em relação a 23 Na. [11]

Química

Os átomos de sódio têm 11 elétrons, um a mais do que a configuração estável do gás nobre neon . A primeira e a segunda energias de ionização são 495,8 kJ / mol e 4562 kJ / mol, respectivamente. Como resultado, o sódio geralmente forma compostos iônicos envolvendo o cátion Na + . [12]

O sódio metálico é geralmente menos reativo que o potássio e mais reativo que o lítio . [13] O sódio metálico é altamente redutor, com o potencial de redução padrão para o par Na + / Na sendo -2,71 volts, [14] embora o potássio e o lítio tenham potenciais ainda mais negativos. [15]

Sais e óxidos

Estrutura do cloreto de sódio , mostrando coordenação octaédrica em torno dos centros Na + e Cl - . Esta estrutura se desintegra quando dissolvida em água e remonta quando a água evapora.

Os compostos de sódio são de grande importância comercial, sendo particularmente centrais para as indústrias de vidro , papel , sabão e têxteis . [16] Os compostos de sódio mais importantes são sal de cozinha (Na Cl ), carbonato de sódio (Na 2 CO 3 ), bicarbonato de sódio (Na HCO 3 ), soda cáustica (NaOH), nitrato de sódio (Na NO 3 ), di- e fosfatos tri- sódio , tiossulfato de sódio (Na 2 S2 O 3 · 5H 2 O) e bórax (Na 2 B 4 O 7 · 10H 2 O). [17] Em compostos, o sódio é geralmente ligado ionicamente à água e aos ânions e é visto como um ácido de Lewis duro . [18]

Duas imagens equivalentes da estrutura química do estearato de sódio , um sabão típico.

A maioria dos sabonetes são sais de sódio de ácidos graxos . Os sabonetes de sódio têm uma temperatura de fusão mais alta (e parecem "mais duros") do que os sabonetes de potássio. [17]

Como todos os metais alcalinos , o sódio reage exotermicamente com a água. A reação produz soda cáustica ( hidróxido de sódio ) e gás hidrogênio inflamável . Quando queimado ao ar, forma principalmente peróxido de sódio com algum óxido de sódio . [19]

Soluções aquosas

O sódio tende a formar compostos solúveis em água, como haletos , sulfatos , nitratos , carboxilatos e carbonatos . As principais espécies aquosas são os aquocomplexos [Na (H 2 O) n ] + , onde n = 4–8; com n = 6 indicado a partir de dados de difração de raios-X e simulações de computador. [20]

A precipitação direta de sais de sódio a partir de soluções aquosas é rara porque os sais de sódio geralmente têm alta afinidade pela água. Uma exceção é o bismutato de sódio (NaBiO 3 ). [21] Devido à alta solubilidade de seus compostos, os sais de sódio são geralmente isolados como sólidos por evaporação ou por precipitação com um anti-solvente orgânico, como o etanol ; por exemplo, apenas 0,35 g / L de cloreto de sódio se dissolvem em etanol. [22] Éteres de coroa , como 15-coroa-5 , podem ser usados ​​como um catalisador de transferência de fase . [23]

O conteúdo de sódio das amostras é determinado por espectrofotometria de absorção atômica ou por potenciometria com eletrodos íon-seletivos. [24]

Electrides e sodides

Como os outros metais alcalinos, o sódio se dissolve em amônia e algumas aminas para dar soluções profundamente coloridas; a evaporação dessas soluções deixa uma película brilhante de sódio metálico. As soluções contêm o complexo de coordenação (Na (NH 3 ) 6 ) + , com a carga positiva contrabalançada por elétrons como ânions ; Os criptandos permitem o isolamento desses complexos como sólidos cristalinos. O sódio forma complexos com éteres coroa, criptandos e outros ligantes. [25] Por exemplo, 15-coroa-5 tem uma alta afinidade para o sódio porque o tamanho da cavidade de 15-coroa-5 é 1,7–2,2 Å, o que é suficiente para ajustar o íon sódio (1,9 Å). [26] [27]Cryptands, como éteres coroa e outros ionóforos , também têm uma alta afinidade para o íon de sódio; derivados do alcalídeo Na - são obtidos [28] pela adição de criptomoedas a soluções de sódio na amônia via desproporção . [29]

Compostos organossódicos

A estrutura do complexo de sódio (Na + , mostrado em amarelo) e o antibiótico monensina -A.

Muitos compostos organossódicos foram preparados. Por causa da alta polaridade das ligações C-Na, eles se comportam como fontes de carbânions (sais com ânions orgânicos ). Alguns derivados bem conhecidos incluem ciclopentadienida de sódio (NaC 5 H 5 ) e tritil sódio ((C 6 H 5 ) 3 CNa). [30] Naftaleno de sódio , Na + [C 10 H 8 •] - , um forte agente redutor, forma-se na mistura de Na e naftaleno em soluções etéreas. [31]

Compostos intermetálicos

O sódio forma ligas com muitos metais, como potássio, cálcio , chumbo e os elementos do grupo 11 e 12 . O sódio e o potássio formam KNa 2 e NaK . NaK tem 40–90% de potássio e é líquido à temperatura ambiente . É um excelente condutor térmico e elétrico. Ligas de sódio-cálcio são subprodutos da produção eletrolítica de sódio a partir de uma mistura binária de sal de NaCl-CaCl 2 e mistura ternária NaCl-CaCl 2 -BaCl 2 . O cálcio é apenas parcialmente miscívelcom sódio, e 1-2% deste dissolvido no sódio obtido a partir das referidas misturas pode ser precipitado por arrefecimento a 120º C e filtração. [32] No estado líquido, o sódio é completamente miscível com o chumbo. Existem vários métodos para fazer ligas de chumbo-sódio. Um é derretê-los juntos e outro é depositar sódio eletroliticamente em cátodos de chumbo fundidos. NaPb 3 , NaPb, Na 9 Pb 4 , Na 5 Pb 2 e Na 15 Pb 4 são algumas das ligas de chumbo-sódio conhecidas. O sódio também forma ligas com ouro (NaAu 2 ) e prata (NaAg 2 ). Metais do Grupo 12 (zinco , cádmio e mercúrio ) são conhecidos por fazer ligas com sódio. NaZn 13 e NaCd 2 são ligas de zinco e cádmio. O sódio e o mercúrio formam NaHg, NaHg 4 , NaHg 2 , Na 3 Hg 2 e Na 3 Hg. [33]

História

Devido à sua importância para a saúde humana, o sal há muito é uma mercadoria importante, como mostra a palavra inglesa salary , que deriva de salarium , as bolachas de sal às vezes dadas aos soldados romanos junto com seus outros salários. Na Europa medieval, um composto de sódio com o nome latino de sodano era usado como remédio para dor de cabeça . Acredita-se que o nome sódio se origine do árabe suda , que significa dor de cabeça, já que as propriedades do carbonato de sódio ou do refrigerante para aliviar a dor de cabeça eram bem conhecidas nos primeiros tempos. [34] Embora o sódio, às vezes chamado de refrigerante, há muito reconhecido em compostos, o metal em si não foi isolado até 1807 por Sir Humphry Davy por meio da eletrólise de hidróxido de sódio . [35] [36] Em 1809, o físico e químico alemão Ludwig Wilhelm Gilbert propôs os nomes Natronium para o "sódio" de Humphry Davy e Kalium para o "potássio" de Davy. [37] A abreviatura química para sódio foi publicada pela primeira vez em 1814 por Jöns Jakob Berzelius no seu sistema de símbolos atómicos, [38] [39] e é uma abreviatura do elemento de Nova Latina nome sódico, que se refere ao natrão egípcio , [34] um sal mineral natural consistindo principalmente de carbonato de sódio hidratado. Natron historicamente teve vários usos industriais e domésticos importantes, mais tarde eclipsado por outros compostos de sódio. [40]

O sódio confere uma cor amarela intensa às chamas. Já em 1860, Kirchhoff e Bunsen observaram a alta sensibilidade de um teste de chama de sódio e declararam em Annalen der Physik und Chemie : [41]

Em um canto de nossa sala de 60 m 3 mais distante do aparelho, explodimos 3 mg de clorato de sódio com açúcar do leite, observando a chama não luminosa antes da fenda. Depois de um tempo, ele brilhou em um amarelo brilhante e mostrou uma forte linha de sódio que desapareceu somente após 10 minutos. A partir do peso do sal de sódio e do volume de ar na sala, calculamos facilmente que uma parte do peso do ar não poderia conter mais do que 1/20 milionésimo do peso de sódio.

Ocorrência

A crosta terrestre contém 2,27% de sódio, tornando-se o sétimo elemento mais abundante na Terra e o quinto metal mais abundante, atrás do alumínio , ferro , cálcio e magnésio e à frente do potássio. [42] A abundância oceânica estimada do sódio é 1,08 × 10 4 miligramas por litro. [43] Devido à sua alta reatividade, nunca é encontrado como um elemento puro. É encontrado em muitos minerais, alguns muito solúveis, como halita e natrão , outros muito menos solúvel, como anfibólio e zeólita. A insolubilidade de certos minerais de sódio, como a criolita e o feldspato, decorre de seus ânions poliméricos, que no caso do feldspato é um polissilicato.

Observações astronômicas

O sódio atômico tem um forte linha espectral na parte amarelo-laranja do espectro (a mesma linha que é usada em postes de luz de vapor de sódio ). Isso aparece como uma linha de absorção em muitos tipos de estrelas, incluindo o sol . A linha foi estudada pela primeira vez em 1814 por Joseph von Fraunhofer durante sua investigação das linhas do espectro solar, agora conhecidas como linhas Fraunhofer . Fraunhofer a chamou de linha 'D', embora agora se saiba que é um grupo de linhas estreitamente espaçadas divididas por uma estrutura fina e hiperfina . [44]

A força da linha D significa que ela foi detectada em muitos outros ambientes astronômicos. Nas estrelas, é visto em qualquer uma cujas superfícies sejam frias o suficiente para que o sódio exista na forma atômica (em vez de ionizado). Isso corresponde a estrelas mais ou menos do tipo F e mais frias. Muitas outras estrelas parecem ter uma linha de absorção de sódio, mas isso é realmente causado pelo gás no meio interestelar em primeiro plano . Os dois podem ser distinguidos por meio de espectroscopia de alta resolução, porque as linhas interestelares são muito mais estreitas do que aquelas alargadas pela rotação estelar . [45]

De sódio também tem sido detectado em numerosos Sistema Solar ambientes, incluindo de Mercúrio atmosfera, [46] a exosfera da Lua , [47] e vários outros órgãos. Alguns cometas têm uma cauda de sódio , [48] que foi detectada pela primeira vez em observações do cometa Hale-Bopp em 1997. [49] O sódio foi detectado até na atmosfera de alguns planetas extrasolares por meio de espectroscopia de trânsito . [50]

Produção comercial

Empregado apenas em aplicações bastante especializadas, apenas cerca de 100.000 toneladas de sódio metálico são produzidas anualmente. [16] O sódio metálico foi produzido comercialmente pela primeira vez no final do século 19 [32] por redução carbotérmica do carbonato de sódio a 1100 ° C, como a primeira etapa do processo Deville para a produção de alumínio: [51] [52] [53 ]

Na 2 CO 3 + 2 C → 2 Na + 3 CO

A alta demanda por alumínio criou a necessidade de produção de sódio. A introdução do processo Hall-Héroult para a produção de alumínio por eletrólise de um banho de sal fundido acabou com a necessidade de grandes quantidades de sódio. Um processo relacionado com base na redução do hidróxido de sódio foi desenvolvido em 1886. [51]

O sódio agora é produzido comercialmente por meio da eletrólise de cloreto de sódio fundido , com base em um processo patenteado em 1924. [54] [55] Isso é feito em uma célula de Downs na qual o NaCl é misturado com cloreto de cálcio para diminuir o ponto de fusão abaixo de 700 ° C. [56] Como o cálcio é menos eletropositivo que o sódio, nenhum cálcio será depositado no cátodo. [57] Este método é menos caro do que o processo de Castner anterior (a eletrólise do hidróxido de sódio ). [58]

O mercado de sódio é volátil devido à dificuldade de armazenamento e transporte; deve ser armazenado sob uma atmosfera de gás inerte seco ou óleo mineral anidro para evitar a formação de uma camada superficial de óxido de sódio ou superóxido de sódio . [59]

Usos

Embora o sódio metálico tenha alguns usos importantes, as principais aplicações do sódio usam compostos; milhões de toneladas de cloreto , hidróxido e carbonato de sódio são produzidos anualmente. O cloreto de sódio é amplamente utilizado para anticongelante e descongelante e como conservante; exemplos de usos de bicarbonato de sódio incluem panificação, como um agente de levedura e sodablasting . Junto com o potássio, muitos medicamentos importantes têm sódio adicionado para melhorar sua biodisponibilidade ; embora o potássio seja o melhor íon na maioria dos casos, o sódio é escolhido por seu menor preço e peso atômico. [60] Hidreto de sódioé usado como base para várias reações (como a reação aldólica ) em química orgânica e como agente redutor em química inorgânica. [61]

O sódio metálico é usado principalmente para a produção de boro-hidreto de sódio , azida de sódio , índigo e trifenilfosfina . Um uso outrora comum era a fabricação de tetraetil chumbo e titânio metálico; devido ao afastamento de TEL e novos métodos de produção de titânio, a produção de sódio declinou depois de 1970. [16] de sódio também é utilizado como um metal de liga, um agente anti-incrustação , [62] e como um agente redutor para metal quando outros materiais são ineficazes. Observe que o elemento livre não é usado como agente de incrustação, os íons na água são trocados por íons de sódio. Lâmpadas de plasma de sódio ("vapor")são freqüentemente usados ​​para iluminação pública em cidades, emitindo luz que varia de amarelo-laranja a pêssego conforme a pressão aumenta. [63] Por si só ou com o potássio , o sódio é um dessecante ; dá uma coloração azul intensa com a benzofenona quando o dessecado está seco. [64] Em síntese orgânica , o sódio é usado em várias reações, como a redução de Birch , e o teste de fusão de sódio é conduzido para analisar os compostos qualitativamente. [65] O sódio reage com o álcool e dá alcóxidos e, quando o sódio é dissolvido em uma solução de amônia, pode ser usado para reduzir os alcinos a transalcenos. [66][67] Lasers que emitem luz na linha D de sódio são usados ​​para criar estrelas guia de laser artificiaisque auxiliam na óptica adaptativa para telescópios de luz visível baseados em terra. [68]

Transferência de calor

Diagrama de fase de NaK , mostrando o ponto de fusão do sódio em função da concentração de potássio. NaK com 77% de potássio é eutético e tem o ponto de fusão mais baixo das ligas NaK a -12,6 ° C. [69]

O sódio líquido é usado como fluido de transferência de calor em alguns tipos de reatores nucleares [70] porque tem alta condutividade térmica e baixa seção transversal de absorção de nêutrons necessárias para atingir um alto fluxo de nêutrons no reator. [71] O alto ponto de ebulição do sódio permite que o reator opere na pressão ambiente (normal), [71] mas as desvantagens incluem sua opacidade, que dificulta a manutenção visual, e suas propriedades explosivas. [72] O sódio-24 radioativo pode ser produzido pelo bombardeio de nêutrons durante a operação, apresentando um leve risco de radiação; a radioatividade para dentro de alguns dias após a remoção do reator.[73] Se um reator precisa ser desligado com frequência, NaK é usado; como o NaK é um líquido à temperatura ambiente, o refrigerante não solidifica nas tubulações. [74] Nesse caso, a piroforicidade do potássio requer precauções extras para prevenir e detectar vazamentos. [75] Outra aplicação de transferência de calor são as válvulas de gatilho em motores de combustão interna de alto desempenho; as hastes das válvulas são parcialmente preenchidas com sódio e funcionam como um tubo de calor para resfriar as válvulas. [76]

Papel biológico

Papel biológico em humanos

Em humanos, o sódio é um mineral essencial que regula o volume sanguíneo, a pressão arterial, o equilíbrio osmótico e o pH . O requisito fisiológico mínimo de sódio é estimado em cerca de 120 miligramas por dia em recém-nascidos a 500 miligramas por dia acima de 10 anos de idade. [77]

Dieta

O cloreto de sódio é a principal fonte de sódio na dieta e é usado como tempero e conservante em produtos como conservas em conserva e carne seca ; para os americanos, a maior parte do cloreto de sódio vem de alimentos processados . [78] Outras fontes de sódio são sua ocorrência natural em alimentos e aditivos alimentares como glutamato monossódico (MSG), nitrito de sódio , sacarina de sódio, bicarbonato de sódio (bicarbonato de sódio) e benzoato de sódio . [79]

O Instituto de Medicina dos Estados Unidos estabeleceu seu nível máximo de ingestão tolerável de sódio em 2,3 gramas por dia, [80] mas a pessoa média nos Estados Unidos consome 3,4 gramas por dia. [81] A American Heart Association não recomenda mais do que 1,5 g de sódio por dia. [82]

Alto consumo de sódio

O alto consumo de sódio não é saudável e pode levar a alterações no desempenho mecânico do coração. [83] O alto consumo de sódio também está associado a doença renal crônica , hipertensão , doenças cardiovasculares e acidente vascular cerebral . [83]

Pressão alta

Existe uma forte correlação entre a ingestão elevada de sódio e a pressão arterial elevada. [84] Estudos descobriram que reduzir a ingestão de sódio em 2 g por dia tende a diminuir a pressão arterial sistólica em cerca de dois a quatro mm Hg. [85] Estimou-se que tal diminuição na ingestão de sódio levaria a entre 9 e 17% menos casos de hipertensão . [85]

A hipertensão causa 7,6 milhões de mortes prematuras em todo o mundo a cada ano. [86] (Observe que o sal contém cerca de 39,3% de sódio [87] - o restante sendo cloro e vestígios de produtos químicos; portanto, 2,3 g de sódio é cerca de 5,9 g, ou 5,3 ml, de sal - cerca de uma colher de chá dos EUA . [88] [ 89] )

Um estudo descobriu que pessoas com ou sem hipertensão que excretaram menos de 3 gramas de sódio por dia na urina (e, portanto, estavam ingerindo menos de 3 g / d) tiveram um risco maior de morte, derrame ou ataque cardíaco do que aquelas que excretaram 4 a 5 gramas por dia. [90] Níveis de 7 g por dia ou mais em pessoas com hipertensão foram associados a maior mortalidade e eventos cardiovasculares, mas isso não foi considerado verdadeiro para pessoas sem hipertensão . [90] O FDA dos EUA declara que adultos com hipertensão e pré-hipertensão devem reduzir a ingestão diária de sódio para 1,5 g. [89]

Fisiologia

O sistema renina-angiotensina regula a quantidade de líquido e a concentração de sódio no corpo. A redução da pressão arterial e da concentração de sódio no rim resulta na produção de renina , que por sua vez produz aldosterona e angiotensina , que estimula a reabsorção de sódio de volta à corrente sanguínea. Quando a concentração de sódio aumenta, a produção de renina diminui e a concentração de sódio volta ao normal. [91] O íon sódio (Na + ) é um eletrólito importante na função neuronal e na osmorregulação entre as células e o fluido extracelular . Isso é realizado em todos os animais porNa + / K + -ATPase , um transportador ativo que bombeia íons contra o gradiente e os canais de sódio / potássio. [92] O sódio é o íon metálico mais prevalente no fluido extracelular. [93]

Em humanos, níveis anormalmente baixos ou altos de sódio no sangue são reconhecidos na medicina como hiponatremia e hipernatremia . Essas condições podem ser causadas por fatores genéticos, envelhecimento ou vômitos ou diarreia prolongados. [94]

Papel biológico nas plantas

Em plantas C4 , o sódio é um micronutriente que auxilia o metabolismo, especificamente na regeneração do fosfoenolpiruvato e na síntese da clorofila . [95] Em outros, ele substitui o potássio em várias funções, como manter a pressão de turgor e auxiliar na abertura e fechamento dos estômatos . [96] O excesso de sódio no solo pode limitar a absorção de água, diminuindo o potencial hídrico , o que pode resultar no murchamento da planta; concentrações excessivas no citoplasma podem levar à inibição da enzima, que por sua vez causa necrose e clorose. [97]Em resposta, algumas plantas desenvolveram mecanismos para limitar a absorção de sódio pelas raízes, armazená-lo nos vacúolos celulares e restringir o transporte de sal das raízes para as folhas; [98] o excesso de sódio também pode ser armazenado no tecido da planta velha, limitando o dano ao novo crescimento. Halófitas se adaptaram para poder florescer em ambientes ricos em sódio. [98]

Segurança e precauções

Sódio
Perigos
Pictogramas GHS GHS02: InflamávelGHS05: Corrosivo
Palavra-sinal GHS Perigo
H260 , H314
P223 , P231 + 232 , P280 , P305 + 351 + 338 , P370 + 378 , P422 [99]
NFPA 704 (diamante de fogo)

O sódio forma hidrogênio inflamável e hidróxido de sódio cáustico em contato com a água; [101] a ingestão e o contato com a umidade da pele, olhos ou membranas mucosas podem causar queimaduras graves. [102] [103] O sódio explode espontaneamente na presença de água devido à formação de hidrogênio (altamente explosivo) e hidróxido de sódio (que se dissolve na água, liberando mais superfície). No entanto, o sódio exposto ao ar e inflamado ou atingindo autoignição (relatado como ocorrendo quando uma poça de sódio fundido atinge cerca de 290 ° C, 554 ° F) [104] exibe um fogo relativamente brando. No caso de pedaços massivos (não derretidos) de sódio, a reação com o oxigênio eventualmente se torna lenta devido à formação de uma camada protetora.[105] Extintores de incêndio à base de água aceleram incêndios de sódio; aqueles baseados em dióxido de carbono e bromoclorodifluorometano não devem ser usados ​​no fogo de sódio. [103] Incêndios de metal são de classe D , mas nem todos os extintores de classe D são eficazes quando usados ​​para extinguir incêndios de sódio. Um agente extintor eficaz para incêndios com sódio é o Met-LX. [103] Outros agentes eficazes incluem Lith-X, que contémpó de grafite e um retardador de chama de organofosfato , e areia seca. [106] Os incêndios de sódio são evitados em reatores nucleares isolando-se o sódio do oxigênio com tubos de sódio circundantes contendo gás inerte. [107]Os incêndios de sódio do tipo piscina são evitados por meio de diversas medidas de projeto chamadas sistemas de recipientes coletivos. Eles coletam o sódio que vaza em um tanque de recuperação de vazamento, onde é isolado do oxigênio. [107]

Veja também

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Bibliografia

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