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compuestos de sodio

Los átomos de sodio tienen 11 electrones, uno más que la configuración estable del gas noble neón . Por consiguiente, el sodio suele formar compuestos iónicos que involucran el ...

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Los átomos de sodio tienen 11 electrones, uno más que la configuración estable del gas noble neón . Por consiguiente, el sodio suele formar compuestos iónicos que involucran el catión Na + . [ 1 ] El sodio es un metal alcalino reactivo y es mucho más estable en compuestos iónicos . También puede formar compuestos intermetálicos y compuestos organosódicos. Los compuestos de sodio suelen ser solubles en agua.

sodio metálico

El sodio metálico es generalmente menos reactivo que el potasio y más reactivo que el litio . [ 2 ] El sodio metálico es altamente reductor, con un potencial de reducción estándar para el par Na + /Na de −2,71 voltios, [ 3 ] aunque el potasio y el litio tienen potenciales aún más negativos, [ 4 ] lo que lo convierte en el metal alcalino menos reductor. Las propiedades térmicas, fluidas, químicas y nucleares del sodio metálico fundido lo han convertido en uno de los principales refrigerantes de elección para el reactor reproductor rápido . Dichos reactores nucleares se consideran un paso crucial para la producción de energía limpia. [ 5 ]

Sales y óxidos

La estructura del cloruro de sodio muestra una coordinación octaédrica alrededor de los centros Na + y Cl− . Esta estructura se desintegra al disolverse en agua y se recompone al evaporarse el agua.

Los compuestos de sodio son de inmensa importancia comercial, siendo particularmente fundamentales para las industrias que producen vidrio , papel , jabón y textiles . [ 6 ] Los compuestos de sodio más importantes son la sal de mesa (Na Cl ), la ceniza de sosa (Na 2 CO 3 ), el bicarbonato de sodio (Na HCO 3 ), la sosa cáustica (NaOH), el nitrato de sodio (Na NO 3 ), los fosfatos de di- y trisodio , el tiosulfato de sodio (Na 2 S 2 O 3 ·5H 2 O) y el bórax (Na 2 B 4 O 7 ·10H 2 O). [ 7 ] En los compuestos, el sodio generalmente está unido iónicamente al agua y a los aniones y se considera un ácido de Lewis duro . [ 8 ]

Dos imágenes equivalentes de la estructura química del estearato de sodio , un jabón típico.

La mayoría de los jabones son sales sódicas de ácidos grasos . Los jabones de sodio tienen una temperatura de fusión más alta (y parecen "más duros") que los jabones de potasio. [ 7 ] Los óxidos mixtos que contienen sodio son catalizadores prometedores [ 9 ] y fotocatalizadores. [ 10 ] El ion sodio intercalado fotoquímicamente mejora la actividad fotoelectrocatalítica del WO 3 . [ 11 ]

Al igual que todos los metales alcalinos , el sodio reacciona exotérmicamente con el agua. La reacción produce sosa cáustica ( hidróxido de sodio ) y gas hidrógeno inflamable . Al quemarse en el aire, forma principalmente peróxido de sodio con algo de óxido de sodio . [ 12 ]

Soluciones acuosas

El sodio tiende a formar compuestos solubles en agua, como haluros , sulfatos , nitratos , carboxilatos y carbonatos . Las principales especies acuosas son los complejos acuosos [Na(H₂O ) n ] ⁺ , donde n = 4–8; con n = 6 indicado a partir de datos de difracción de rayos X y simulaciones por computadora. [ 13 ]

La precipitación directa de sales de sodio a partir de soluciones acuosas es poco común porque las sales de sodio suelen tener una alta afinidad por el agua. Una excepción es el bismutato de sodio (NaBiO₃ ) . [ 14 ] Debido a la alta solubilidad de sus compuestos, las sales de sodio generalmente se aíslan como sólidos por evaporación o por precipitación con un antisolvente orgánico, como el etanol ; por ejemplo, solo 0,35  g/L de cloruro de sodio se disuelven en etanol. [ 15 ] Los éteres corona , como el 15-corona-5 , pueden usarse como catalizadores de transferencia de fase . [ 16 ]

El contenido de sodio de las muestras se determina mediante espectrofotometría de absorción atómica o mediante potenciometría utilizando electrodos selectivos de iones. [ 17 ]

Electrodos y soduros

Al igual que otros metales alcalinos , el sodio se disuelve en amoníaco y algunas aminas, dando lugar a soluciones de colores intensos; la evaporación de estas soluciones deja una película brillante de sodio metálico. Las soluciones contienen el complejo de coordinación (Na(NH₃ ) ₆ ) ⁺ , cuya carga positiva se compensa con electrones en forma de aniones ; los criptandos permiten aislar estos complejos como sólidos cristalinos. El sodio forma complejos con éteres corona, criptandos y otros ligandos. [ 18 ]

Por ejemplo, el 15-corona-5 tiene una alta afinidad por el sodio porque el tamaño de la cavidad del 15-corona-5 es de 1,7–2,2  Å, lo cual es suficiente para alojar el ion sodio (1,9  Å). [ 19 ] [ 20 ] Los criptandos, como los éteres corona y otros ionóforos , también tienen una alta afinidad por el ion sodio; los derivados del alcalido Na − se pueden obtener [ 21 ] mediante la adición de criptandos a soluciones de sodio en amoníaco a través de desproporción . [ 22 ]

compuestos organosódicos

La estructura del complejo de sodio (Na + , mostrado en amarillo) y el antibiótico monensina -A.

Se han preparado muchos compuestos organosódicos. Debido a la alta polaridad de los enlaces C-Na, se comportan como fuentes de carbaniones ( sales con aniones orgánicos ). Algunos derivados bien conocidos incluyen el ciclopentadienuro de sodio ( NaC₅H₅ ) y el tritil sodio ((C₆H₅ )₃CNa ) . [ 23] El naftaleno sódico, Na⁺[C₁₀H₈•] ⁻ , un agente reductor fuerte , se forma al mezclar Na y naftaleno en soluciones etéreas. [ 24 ]

Compuestos intermetálicos

El sodio forma aleaciones con muchos metales, como el potasio, el calcio , el plomo y los elementos de los grupos 11 y 12. El sodio y el potasio forman KNa₂ y NaK . El NaK contiene entre un 40 % y un 90 % de potasio y es líquido a temperatura ambiente . Es un excelente conductor térmico y eléctrico. Las aleaciones de sodio-calcio son subproductos de la producción electrolítica de sodio a partir de una mezcla binaria de sales de NaCl-CaCl₂ y una mezcla ternaria de NaCl-CaCl₂ - BaCl₂ . El calcio es solo parcialmente miscible con el sodio, y el 1-2 % disuelto en el sodio obtenido de dichas mezclas puede precipitarse enfriando a 120  °C y filtrando. [ 25 ]

El sodio forma varios compuestos intermetálicos con el plomo, y las mezclas son completamente miscibles por encima de 403 °C. NaPb, Na 9 Pb 4 , Na 5 Pb 2 , y Na 15 Pb 4 son algunas de las aleaciones estequiométricas de sodio-plomo conocidas. [ 26 ] Hay varios métodos para hacer aleaciones de sodio-plomo. Uno es fundirlos juntos y otro es depositar sodio electrolíticamente sobre cátodos de plomo fundido. El sodio y el mercurio pueden formar varias aleaciones útiles conocidas como amalgamas de sodio , con composiciones tales como NaHg, NaHg 4 , NaHg 2 , Na 3 Hg 2 , y Na 3 Hg. [ 27 ] El sodio también forma aleaciones con oro (NaAu 2 ) y plata (NaAg 2 ). Se sabe que los metales del grupo 12 ( zinc , cadmio y mercurio ) forman aleaciones con sodio. NaZn 13 y NaCd 2 son aleaciones de zinc y cadmio.

Véase también

Referencias

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