Química Geral Experimental

Departamento de Ciências FarmacêuticasCentro de Ciências da Saúde

Seminário

Dupla: Marcos Victor Gregório de OliveiraEliana Chaves Manso

SÓDIO (Na)

Introdução

O sódio é um elemento químico de símbolo Na (Natrium em latim), de número atômico 11 ( 11 prótons e 11 elétrons ) e massa atômica 23 u. É um metal alcalino, sólido na temperatura ambiente, macio, untuoso, de coloração branca, ligeiramente prateada. Foi isolado em 1807 por Sir Humphry Davy por meio da eletrólise da soda cáustica fundida (se a eletrólise for feita com solução de soda cáustica, irá se obter hidrogênio e oxigênio apenas). O sódio metálico emprega-se em síntese orgânica como agente redutor.

Tal como os outros metais alcalinos, o sódio é um metal macio, leve, untuoso e de coloração branca ligeiramente prateada; no entanto, a sua elevada reatividade com o oxigênio atmosférico faz com que perca rapidamente o seu aspecto metálico quando em contato com o ar

Objetivos Demonstrar a história do elemento; Apresentar características do elemento Sódio; Mostrar aspectos físicos e químicos do mesmo; Mostrar como é feita a obtenção; Definir aplicações, tanto do sódio como de

alguns compostos com o sódio; E mostrar a importância do sódio pra

humanidade.

Histórico

O cátion sódio, (do italiano soda = sem sabor) é conhecido em diversos compostos. Foi isolado em 1807 por Sir Humphry Davy através da eletrólise da soda cáustica.

Na Europa medieval era empregado como remédio para as enxaquecas um composto de sodio denominado sodanum. O símbolo do sódio (Na), provém de natron ( ou natrium, do grego) nome que recebia antigamente o carbonato de sódio, proveniente do vale de Natron, perto do Cairo e de Alexandria, do qual há milhares de anos se extraía o carbonato.

Características

É muito abundante na natureza, encontrado no sal marinho e no mineral halita. No teste de chama arde na cor amarela. Na sua forma metálica é muito reativo, se oxida com o ar, reage violentamente com a água e é muito corrosivo quando entra em contato com a pele.

Não é encontrado livre na natureza. Decompõe a água produzindo um hidróxido com desprendimento de hidrogênio. Normalmente não arde em contato com o ar abaixo de 388 K (115 °C)

É um elemento bastante reativo, nunca encontrado livre na natureza.

O sódio é relativamente abundante nas estrelas, detectando-se sua presença através da linha D do espectro solar, situada aproximadamente no amarelo. A crosta terrestre contém aproximadamente 2,6% de sódio, sendo o quarto elemento mais abundante e o mais comum entre os metais alcalinos.

O sódio oxida-se rapidamente em contato com o ar e reage vigorosamente com a água. Quando em contato com a pele é muito corrosivo. No teste de chama os sais de sódio ardem com uma cor amarela.

É um metal macio, brilhante que, em contato com a água, a decompõe com a formação de hidróxido e liberação de hidrogênio em uma violenta reação.

O composto mais abundante de sódio é o cloreto de sódio, o sal comum de cozinha. Também se encontra presente em diversos minerais como anfíbolas, trona, halita, zeólitos e outros.

Compostos de sódio são usados por indústrias de papel, vidro, sabão, têxteis, petróleo, metais, etc.

Bicarbonato de sódio (NaHCO3): mistura cristalina solúvel em água e com sabor alcalino, apresenta-se como um pó branco que, por aquecimento, perde gás carbônico. Devido a esta propriedade é usado como fermento químico para pães e bolos. Neste caso, o crescimento da massa deve-se à liberação de CO2 gasoso. O NaHCO3 é considerado um sal e é utilizado também na fabricação de extintores de incêndio.

Hidróxido de sódio (NaOH): também conhecido como soda cáustica, é um hidróxido cáustico usado na indústria para fabricação de papel, tecidos, detergentes, alimentos e biodiesel.

Carbonato de sódio (Na2CO3): sal branco e translúcido que endurece e se agrega quando exposto ao ar devido à formação de hidratos. O carbonato de sódio é usado para o controle do pH da água potável, como aditivo alimentar, na fabricação de vidros e no tratamento de água das piscinas.

Compostos com Sódio

Na área de farmácia um importante composto com sódio é o Alendronato de Sódio.

É um medicamento referente ao metabolismo do osso e da homeostase do cálcio, inibidor específico da reabsorção óssea.Suas indicações terapêuticas estão voltadas para a osteoporose ( do sexo feminino – após a menopausa)

Todos esses sem mencionar o mais abundante de todos os compostos o NaCl ( o famoso sal de cozinha).

O cloreto de sódio, popularmente conhecido como sal ou sal de cozinha, é uma substância largamente utilizada formada na proporção de um átomo de cloro para cada átomo de sódio. A sua fórmula química é NaCl. O sal é essencial para a vida animal e é também um importante conservante de alimentos e um popular tempero.

O sal é produzido em diversas formas: sal não refinado (como o sal marinho), sal refinado (sal de cozinha), e sal iodado. É um sólido cristalino e branco nas condições normais

Propriedades

É um elemento bastante reativo, nunca encontrado livre na natureza. É um metal macio, brilhante que, em contato com a água, a decompõe com a formação de hidróxido e liberação de hidrogênio em uma violenta reação.

Grandeza Valor Unidade

Massa específica do sólido 968 kg/m3

Ponto de fusão 97,8 °C

Calor de fusão 2,6 kJ/mol

Ponto de ebulição 883 °C

Calor de vaporização 98 kJ/mol

Temperatura crítica 2300 °C

Pressão crítica 35 MPa

Eletronegatividade 0,93 Pauling

Estados de oxidação +1 -

Resistividade elétrica 4,7 10-8 Ω m

Condutividade térmica 140 W/(m°C)

Calor específico 1227 J/(kg°C)

Coeficiente de expansão térmica 7,1 10-5 (1/°C)

Módulo de elasticidade 10 GPa

Velocidade do som 20ºC 3200 m/s

Estrutura cristalina cúbica de corpo centrado -

Obtenção de Sódio

Durante muitos anos o sódio metálico era obtido pela redução do carbonato de sódio com carbono: Na2CO3 + 2C → 2Na + 3CO . No entanto, com o barateamento da eletricidade ele passou a ser obtido pelo método original de Davy, com algumas modificações. Assim, em vez de ser usado o NaOH, hoje eletrolisa-se uma mistura de NaCl com Na2CO3 ou CaCl2. Essa mistura funde a ~600 °C, enquanto o NaCl só funde a ~801 °C.

Comercialmente é obtido pela eletrólise do cloreto de sódio fundido (na realidade, uma mistura com cloreto de cálcio para baixar o ponto de fusão. Por ser mais eletropositivo, não há deposição de cálcio no catodo).

Aplicações

O sódio metálico emprega-se em síntese orgânica como agente redutor.

Alguns usos:

Em ligas antiatrito com o chumbo para a produção de balas ( projéteis ). Com o chumbo também é usado para a produção aditivos antidetonantes para as gasolinas.

Na fabricação de detergentes combinando-o com ácidos graxos.

Na purificação de metais fundidos.

A liga NaK é empregada como transferente de calor. O sódio também é usado como refrigerante.

É empregado na fabricação de células fotoelétricas.

Na iluminação pública, através das lâmpadas de vapor de sódio.

Do ponto de vista biológico:

A bomba de sódio e potássio é um exemplo de transporte ativo. A concentração do sódio é maior no meio extracelular enquanto a de potássio é maior no meio intercelular. A manutenção dessas concentrações é realizada pelas proteínas transportadoras descritas anteriormente que capturam íons sódio (Na+) no citoplasma e bombeia-os para fora da célula. No meio extracelular, capturam os íons potássio (K+) e os bombeiam para o meio interno. Se não houvesse um transporte ativo eficiente, a concentração destes íons iria se igualar.

Desse modo, a bomba de sódio e potássio é importante uma vez que estabelece a diferença de carga elétrica entre os dois lados da membrana que é fundamental para as células musculares e nervosas e promove a facilitação da penetração de aminoácidos e açúcares. Além disso, a manutenção de alta concentração de potássio dentro da célula é importante para síntese de proteína e respiração e o bombeamento de sódio para o meio extracelular permite a manutenção do equilíbrio osmótico.

Sódio metálico é usado na manufatura de ésteres e no preparo de compostos orgânicos. Também é usado em certas ligas, para decapar metais e para purificar metais fundidos.

O sódio tem um papel importante no balanço hídrico da água corporal. Nos mamíferos, a diminuição da pressão arterial e da concentração de sódio no sangue são detectadas pelos rins, resultando na produção de renina, um hormônio que atua de várias formas, sendo uma delas a liberação indireta de aldosterona, um hormônio que diminui a excreção de sódio na urina, e consequentemente provoca retenção de sódio e água. Por outro lado, a vasopressina atua diminuindo a concentração sanguínea de sódio, pois somente atual na retenção de água corporal, também a nível renal. A vasopressina é o principal hormônio no controle da natremia (concentração plasmática de sódio).

Os cátions de sódio são importantes para a correta função dos neurônios e de diversas outras células animais. O sódio é o principal cátion do líquido extracelular (líquido corporal que está fora das células), onde está numa concentração muito maior do que no compartimento intracelular. Essa diferença de concentração se deve principalmente à existência da bomba de sódio e potássio, e são esses dois eletrólitos os maiores responsáveis pelo potencial de ação celular em animais.

Compostos de sódio são usados por indústrias de papel, vidro, sabão, têxteis, petróleo, metais, etc. Exemplo: sabão é normalmente um sal de sódio de um ácido graxo.

Com relação ao cloreto de sódio:

Embora a maioria das pessoas esteja familiarizada com os vários usos do sal na culinária, desconhece que a substância é utilizada em várias outras aplicações, como a manufatura de papel e a produção de sabão e detergentes.

No norte dos Estados Unidos da América e na Europa, grandes quantidades de sal são utilizadas para limpar as rodovias do gelo durante o Inverno.

É utilizado em larga escala na produção de hidróxido de sódio, cloro, hidrogênio e indiretamente ácido clorídrico por eletrólise de sua solução aquosa (processo cloro-álcali).

O sal também é utilizado para a produção de gás cloro e de sódio metálico, através da eletrólise ignea. Além disso, este mineral é o de maior utilidade aplicada entre todos, sendo utilizado em mais de 16 mil formas diferentes.

Com relação ao Carbonato de Sódio:

A reação de hidratação deste composto se dá pela capacidade do íon carbonato de ser protonado em meio aquoso;

o Na2CO3 pode ser utilizado como agente tamponante para pHs alcalinos quando colocado numa solução com HCO3- nas devidas proporções;

O seu mais importante uso se dá na indústria vidraceira, onde é combinado a quente com SiO2 e CaCO3 e depois resfriado bruscamente para a produção de vidro, utilizado principalmente em embalagens.

Na indústria química, em diversas sínteses de compostos inorgânicos, como NaHCO3, Na2CrO4, Na3PO4, Na2SiO3, entre outros.

Em sabões e detergentes, atuando como emulsificante, alcalinizante e reduzindo a dureza da água, que pode reduzir a sua eficiência.

E em outros usos diversos, como em laboratórios atuando como eletrólito, na taxidermia para a remoção de carne dos ossos, em soluções tampão, aditivo em comidas atuando como estabilizante, etc.

Em relação ao Bicarbonato de Sódio:

Alguns estudos apontam para a possibilidade de o bicarbonato de sódio poder curar ou controlar diversas formas de câncer. Por outro lado, outro médico - cuja especialidade, aliás, era a cardiologia - o dr. Evangelos Michelakis, dirigindo uma equipa médica na Universidade de Alberta, no Canadá, sugeriu, após um estudo no modelo animal que explora um metabolismo celular antes não abordado, que o dicloroacetato de sódio (DCA, sodium dichloroacetate) poderia encolher vários tipos de tumores em ratos. Este tipo de tratamentos estão actualmente a ser aplicados em humanos com uma taxa de sucesso bastante elevada (superior a 80%) na clínica Medicor, no Canadá.

Devido às descobertas anticancerígenas do DCA, algumas pessoas têm-se interessado pela possibilidade de poderem utilizar este ácido em suas casas. O dicloroacetato de sódio é um ácido altamente corrosivo, que só é seguro se fôr devidamente neutralizado para um pH neutro. O pH é uma escala usada para medir a acidez ou basicidade de uma substância (pH = 1 = substância muito ácida, pH = 7 = susbtância neutra, pH = 14 = susbtância muito básica).

Uma das formas de neutralizar a acidez do DCA (Cl2CHCOOH) será misturá-lo com bicarbonato de sódio (NaHCO3):

No caso do NaOH:

Apresenta ocasionalmente uso doméstico para a desobstrução de encanamentos e sumidouros, pois dissolve gorduras e sebos. É altamente corrosivo e pode produzir queimaduras, cicatrizes e cegueira devido à sua elevada reatividade.

Reage de forma exotérmica com a água e é produzido por eletrólise de uma solução aquosa de cloreto de sódio (salmoura), sendo produzido juntamente com o cloro.

Ingestão: Pode causar danos graves e permanentes ao sistema gastrointestinal.

Inalação: Irritação com pequenas exposições, danoso ou mortal em altas doses.

Pele: Perigoso. Os sintomas vão desde irritações leves até úlceras graves.

Olhos: Perigoso. Pode causar queimaduras, danos a córnea ou conjuntiva.

O Na2SO4 tem em suas aplicações:

O sulfato de sódio tem diversas aplicações industriais para celulose (processamento de polpa de madeira para produção de papel kraft), produção de vidros, detergentes, corantes para tecidos (com destaque como mordente para tingimento com cor avermelhada). É subproduto de vários processos industriais e matéria-prima para produção de outros compostos. É usado em medicina, como laxante, antiinflamatório e diurético.

Alem disso, é usado tambem, quando isento de água, para a secagem de oleos, como na secagem do biodiesel, durante sua filtraçao é posto sulfato de sódio no filtro, e durante a passagem, ele se hidrata, tirando a agua do oleo.

O Na2S2O3( tiossulfato de sódio):

é utilizado em curtumes, nos processos de curtidura ao cromo;

Ele também pode ser usado para remoção rápida de cloro da água a ser usada em aquários;

Nota: O verdadeiro hipossulfito de sódio é o composto químico de fórmula Na2S3O4, que é o sal sódico do ácido hipossulfuroso (H2S3O4), mas comercialmente, para o produto de grau de pureza dito técnico, amplamente utilizado na indústria, a nomenclatura antiga sobreviveu;

O átomo terminal de enxofre em [S2O3]-2 liga-se a "metais macios" com alta afinidade. Então dissolve haletos de prata, e.g. AgBr, o qual é um componente de emulsões fotográficas;

Em química analítica, o mais importante uso advém do fato que o ânion tiossulfato reage estequiometricamente com o iodo, reduzindo-o a iodeto como ele é oxidado a tetrationato.

O bórax (Na2B4O7·10H2O), também conhecido como Borato de sódio ou Tetraborato de sódio:

No Curtume para Limpeza do couro

Na taxidermia de material zoológico

Inseticidas diversos

Limpeza de metais - dissolve os óxidos metálicos formados nas superfícies dos metais.

Fabricação de esmaltes para porcelanas.

Fabricação de vidros resistentes a elevadas temperaturas.

Fabricação de vidros ópticos.

Tratamento de lã de ovelha quando usada para isolamento termico.

Produção de detergentes, desinfetantes, sabões e pesticidas.

Em química analitica.

Como fertilizante para nutrição de plantas.

Na fabricação de instrumentos de corte artesanais, como facas e espadas. (Cutelaria)

Conclusão

O elemento sódio é muito utilizado e quase que indispensável a vida humana; suas inúmeras aplicações na vida moderna, na química, são facilitadoras e fundamentais para o desenvolvimento humano.]

Sendo um dos elementos mais abundantes da terra ( o quarto pra ser mais específico) é encontrado de várias formas e utilizado da diversas maneiras.

Além de tudo ainda contribui com a saúde das pessoas sendo matéria-prima de vários compostos (fármacos) como por exemplo o alendronato.

IMAGENS

Fotos - 2

Reação sódio-agua

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