El Tamiz

Si no eres parte de la solución eres parte del precipitado

Conoce tus elementos - El sodio

Continuamos hoy nuestro viaje por la tabla periódica con la serie Conoce tus elementos hablando del segundo metal alcalino. Es posible que recuerdes la entrada sobre el litio, el primero de ellos - el metal de hoy tiene bastantes propiedades similares a él, y estoy absolutamente seguro de que lo has comido hoy. Vamos a hablar del elemento de once protones: el sodio.

Aunque sé que me repito, recordarás que la primera capa electrónica, la más cercana al núcleo, tiene “sitio” para dos electrones, y la segunda puede albergar ocho. Puesto que el sodio tiene once protones y, si no está ionizado, once electrones, las dos primeras capas están llenas… y sobra un electrón.

Este electrón está solo en la tercera capa: por eso el sodio está en la tercera fila de la tabla periódica (el tercer período); se encuentra en la primera columna (el primer grupo) porque tiene un electrón en esa capa, y ese electrón es el que le proporciona muchas de sus propiedades.

En primer lugar, ¿cuál es la forma más sencilla en la que el sodio puede ser estable, es decir, tener todas las capas completas? Librándose de ese electrón solitario. Por eso el sodio es un metal: las propiedades metálicas están todas relacionadas con la tendencia a librarse de electrones. De hecho, el sodio es un metal “muy metálico”… tanto que, probablemente, nunca lo has visto puro, a pesar de que lo comes todos los días. Aquí tienes una imagen de su aspecto:

Sodio

Sodio puro. Publicado bajo CC 2.5. Por Justin Urgitis.

El problema para poder ver sodio puro, es el mismo que en el caso del litio: el sodio está tan, tan cerca de ser estable (sólo tiene que librarse de ese electrón) que, en cuanto se encuentra con cualquier otro elemento que sea electronegativo (que quiera ganar electrones) reacciona con él inmediatamente y forma compuestos. De hecho, hay enormes cantidades de sodio en la Tierra: un 2.6% de la corteza terrestre es sodio, pero claro, no en estado puro.

De ahí que, aunque sea tan abundante, no fuera aislado hasta fechas relativamente recientes. Por si te lo estás preguntando, sí, sucedió durante el maratón del siglo XIX en el que se aislaron muchos elementos, y el responsable en este caso fue Sir Humphry Davy en 1807. Davy lo obtuvo a partir de un compuesto muy interesante del sodio, el hidróxido sódico (NaOH), cuyo nombre antiguo (aún usado hoy) es sosa cáustica. El nombre del elemento proviene de la palabra inglesa soda (en español, sosa) que se refería en general a las sales e hidróxido de este elemento.

El sodio es uno de esos elementos en los que -en mi opinión, desafortunadamente- el símbolo químico tiene poco que ver con el nombre. En este caso el símbolo es Na, proveniente de la palabra latina natrium, que significa natrón, un nombre antiguo del carbonato sódico (Na2CO3), compuesto, por cierto, que también se conoce con el nombre de sosa. El responsable de que tantos alumnos suspendan al poner So en vez de Na en sus exámenes de química no es otro que Jöns Jakob Berzelius, de modo que, si tienes que enfadarte con alguien, hazlo con él.

En cualquier caso, la forma más común en la que todos tenemos contacto con el sodio es, naturalmente, a través del cloruro sódico (NaCl) o sal común. De hecho, el sodio es un elemento de gran importancia para nosotros, y el sodio “sin el electrón de más”, es decir, el ión Na+, es el catión extracelular más común de nuestro cuerpo. No sólo eso, es uno de los iones responsables de la transmisión del impulso nervioso.

Por cierto, es bastante fácil obtener sodio a partir de la sal, mediante la electrólisis: simplemente tienes que poner agua salada en un vaso y poner una pila (de al menos 4.5 voltios) con dos cables que entren en el agua sin tocarse, preferiblemente con un clip en cada uno. Verás cómo uno de los electrodos se vuelve verde y algo repugnante (debido a un elemento que aún no hemos visto, el cloro) y en el otro aparecen burbujitas. En el segundo electrodo es donde se está aislando sodio. El problema es que, como vamos a ver, el sodio en contacto con el agua no dura mucho, y las burbujitas que ves son hidrógeno.

En efecto, como hemos dicho, el sodio reacciona con casi cualquier cosa que pueda aceptar electrones. Cuando se encuentra con agua (y no tiene que ser en un vaso, puede ser simplemente la humedad del ambiente o la de tu piel o mucosas), reacciona para dar hidróxido sódico:

2Na + 2H2O -> 2NaOH + H2

Ese hidrógeno es el que verás en forma de pequeñas burbujas, si haces el experimento con el agua salada y la pila. Y esa reacción es una reacción potencialmente peligrosa (no en ese experimento, en el que la cantidad de sodio es pequeña y se produce poco a poco), porque es muy exotérmica, es decir, libera una gran cantidad de calor. Si recuerdas el litio, reaccionaba violentamente con el agua. En el caso del sodio sucede lo mismo, pero la reacción es aún más violenta.

Aquí tienes un vídeo de esa reacción. Como verás, es un bloque de sodio relativamente grande, y el problema en ese caso es que la reacción no se produce poco a poco - el calor producido sobre la superficie del bloque funde el sodio del interior, que luego reacciona de golpe con el agua y se produce una explosión. Se trata de un bloque de 18,5 gramos en un lago:

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Finalmente, un vídeo de la War Assets Administration estadounidense librándose de diez toneladas de sodio puro en 1947, dentro del Lago Lenore, en Washington (que, entonces, no tenía peces, aunque hoy sí). Espectacular la reacción y más aún el tono del narrador y la música:

Por cierto, puede que hayas visto una serie de vídeos de Brainiac en la red, supuestamente haciendo experimentos con metales alcalinos y que muestran tremendas explosiones: son mentira. La reacción es violenta e interesante, pero no tan exagerada.

Sin embargo, el sodio no sólo reacciona con agua: con el oxígeno del aire, que es un elemento muy electronegativo, también lo hace, y al oxidarse forma distintos compuestos, como óxido de sodio (Na2O) y peróxido de sodio (Na2O2). Por eso, cuando se quiere tener sodio puro, suele introducirse en recipientes con atmósferas inertes (de nitrógeno) o bien dentro de hidrocarburos con los que no reacciona.

Esta alta reactividad hace que si se produce un fuego en el que anda involucrado el sodio sea muy difícil apagarlo. Desde luego, como puedes imaginar, ¡no se puede utilizar agua!. Pero es que incluso los extintores de polvo o de dióxido de carbono no resuelven el problema: el sodio es tan reactivo con el oxígeno que, en cuanto se retira parte de la cubierta de polvo, el fuego empieza otra vez espontáneamente. Por eso es muy peligroso tener cantidades de sodio puro mayores que unos cuantos gramos. Es curioso cómo algo que comemos todos los días en forma de compuesto es tan peligroso en su forma pura.

En la próxima entrada de la serie hablaremos del elemento de doce protones: el magnesio.

Ciencia, Conoce tus elementos, Química

29 comentarios

De: Duhu
2007-10-25 11:15:26

Muy bueno, como siempre

http://www.juzamdjinn.blogspot.com


De: otanion
2007-10-25 17:53:26

Impresionante "pepinazo" el del lago, ¿y eso con solo 18.5 gramos?

Bueno, no se si os acordareis algunos ( los mas antiguos) pero en el articulo del litio os prometi una anecdota del sodio, y ya que es el momento os la voi a contar.

Resulta que un dia en el instituto, en la clase de quimica, nos enseñaron lo fuerte que podía ser una reacción de Sodio en contacto con el agua. y despues de esto, la profesora nos dejó el frasco donde guardaba el Sodio, este era un frasco de cristal, y cuando lo estabamos pasando de un compañero a otro, al cambiar el frasco de mesa, el frasco se cayo al suelo y... Imaginad una clase entera chillando, y un fuego en el suelo increible... Cuando una de las limpiadoras del centro ( que reulta que estaba limpiando justo en ese momento el pasillo, justo al lado del aula) oyo el ruido y entro al aula... Ella solo vió el fuego ( y como bien ha dicho Pedro en el ultimo parrafo, nunca se debe apagar un fuego de sodio con agua, pero eso ella no lo sabia), la inmediata fue coger el cubo de la fregona y "apagar el fuego". El resto de la historia ya os la podeis imaginar...

Nadie resulto herido, bueno se tuvieron que hacer "algunas reformas en el aula".


De: Pedro
2007-10-25 18:06:59

otanion,

Claro que me acuerdo, estaba esperando tu comentario como agua de Mayo ;)

¡Es buenísimo! Bueno, claro, es buenísimo ahora... supongo que en el momento sería un "susto muete".


De: Belerofot
2007-10-25 21:40:48

Buen artículo. Como siempre.


De: rober
2007-10-26 15:00:51

Coincido con Belerofot: estupendo.

Por cierto...¿qué va a pasar cuando se acaben los elementos? Me niego rotundamente a que esta serie tenga final ;)


De: oriol18
2007-12-04 07:57:58

Vengo tarde para comentar esta serie, pero esta mañana he hecho la electrólisis del agua con sal y sí, se ha aislado el sodio, desprendiendo un suave burbujeo. Pero lo "raro" ha sido que un clip se ha puesto brillante (el del sodio) pero el otro seguía igual que al principio, y ha sido el agua lo que se ha puesto verde. Ah, he usado una pila de 9v


De: Isotopo
2008-01-08 00:51:14

Buen articulo

Ya nos hablaste sobre como obtener Na de forma casera y quisiera preguntar ¿Como puedo obtener sodio en mallor cantidad de forma casera? ya e leido sobre el proceso Castner , Ciba y Downs pero ambos son muy complicados no dispongo de tal equipo , igual manejo la fundicion ,soldadura, el torno , la fresadora y otras maquinas por lo que podria fabricar las piezas pero como dijo es algo complicado , la razon de pregunte esto es que colecciono elementos metalicos y de los alcalinos a un no dispongo de ninguno , ya e intentado producir Na fundiendo NaOH y aplicando electrolisis pero esta se combierte en un supercorrosivo que despide un olor nauseabundo , y desde eso no lo e vuelto a intentar , gracias .


De: Pedro
2008-01-08 09:03:20

Isotopo,

La verdad es que no lo sé, nunca me he planteado conseguir una gran cantidad de sodio. Tal vez algún otro lector te pueda dar alguna pista...¡ojito con el NaOH!


De: Isotopo
2008-01-08 20:41:06

Gracias


De: Ignacio
2008-03-15 12:55:13

estoy cerca!! mi 'apodo' seria Sodio Carbono Hidrogeno Oxigeno

o en letras NaCHO


De: Gabriel
2008-05-04 21:24:06

Muy interesante como siempre, pero esta vez me quede con ganas de conocer algo mas sobre el uso del sodio, si es que lo tiene, para otros propósitos distintos que la alimentación ¿como metal tiene alguna utilidad? ¿a que se deben esos residuos de sodio que se eliminaban en el lago, cual era su uso militar?


De: Miguel Nadal
2008-05-05 00:55:09

Isotopo:

Si sólo lo quieres para coleccionarlo, no te rompas la cabeza y cómpralo (si no tienes la acreditación que la ley exija en tu país, segúramente podrás conseguir a alguien que sí... en el laboratorio tengo algo de sodio puro, si estuvieras cerca te lo podría donar, jeje). Pero ten mucho cuidado al guardarlo: es extremadamente peligroso guardarlo, y su almacenamiento debe seguir protocolos bastante estrictos.


De: Mekeo
2008-05-14 03:06:44

Una vez más, genial. Me queda una duda, además de tener 8 protones más y otra capa de electrones, hay alguna diferencia con el Litio en su comportamiento ?


De: Pedro
2008-05-14 06:48:30

Mekeo,

Es bastante parecido al litio. Su reacción con el agua es algo más violenta que la del litio, y es más pesado que él, pero no conozco muchas más diferencias fundamentales -- tal vez alguien que haya trabajado con uno y otro pueda darnos alguna otra.


De: Gabriel
2008-05-17 23:58:59

Pedro

imagino que con tantas series abiertas es dificil estar respondiendo comentarios, pero es una lástima pues en general tus respuestas aportan tanta claridad como tus articulos

adema si bien es cierto que varios tamiceros muestran grandes conocimientos, tambien es verdad que muchas veces sus aportes son bastante dificiles de comprender para los legos (ver por ejemplo los comentarios sobre Reiki en la serie la Navaja de Ocam)

bueno, disculpandome por ser pesado :), podras darme una idea sobre mi consulta anterior

en fin, en una buena, mi sugerencia sería no abrir muchas series mas hasta no terminar con alguna de las ya abiertas, asi podemos disfrutar mas tus aportes

saludos
gabriel


De: Pedro
2008-05-18 07:59:42

Gabriel,

No eres pesado -- y que no te contestara no fue por falta de tiempo sino por exceso de comentarios o despiste, se me perdería en la lista de comentarios por contestar.

No sé si abriremos alguna serie nueva o no, solemos mantener el número de series abiertas constante y la falta de tiempo para largas contestaciones siempre estará ahí, independientemente de cuántas series abiertas haya ;)


¿como metal tiene alguna utilidad? ¿a que se deben esos residuos de sodio que se eliminaban en el lago, cual era su uso militar?


El sodio no tiene tantos usos como otros metales alcalinos, pero se usa en aleaciones, en lámparas y como agente reductor en reacciones químicas: http://en.wikipedia.org/wiki/Sodium#Applications

Respecto a su uso militar, no sé cuál era su uso exacto en los barriles del vídeo, pero los metales alcalinos y sus sales se utilizan con relativa frecuencia para fabricar explosivos, como el perclorato sódico. Me imagino que sería para algo así.


De: Gabriel
2008-05-19 19:53:09

muchas gracias por la buena onda al responder (pues bien que con todo derecho nos podrias mandar cada tanto a investigar por nosotros mismos)

la verdad que con tantas series abiertas y tantos comentarios para leer y responder, a veces me pregunto ¿pedro es uno? ¿hay varios clones de pedro? ¿pedro es omniprescente, omnisapiente? :)


De: Naeros
2008-06-20 00:00:27

El primer video (el de las risas) parece que ya no está. Algo me dice que les molestó la alusión ;)


De: Pedro
2008-06-20 13:51:55

@ Naeros,

En este caso no he logrado encontrarlo de nuevo, de modo que (como hay otros dos en el artículo) lo he quitado, pero ¡gracias!


De: Daniel Elias
2008-07-08 00:16:10

Muy buen Articulo; es interesante, solo que quisiera saber mas sobre los metales, sus reacciones con otros elementos sus beneficios y sus desventajas......la quimica me agrada mucho,es mas cuando crezca quiero ser Q.F.B.; es maravillosa la quimica, me encanta cuando hablan de tal. Tu articulo me sirvio de mucho, en verdad, me llamo la atencion, sigue asi y refuerza tus conocimientos. Dios te Bendiga


De: Garf4
2008-07-08 10:09:50

Fantástico artículo! Cómo todos los de la serie, queria hacer una pequeña sugerencia ya que mes estoy leyendo la serie enterita jeje, y es que cuendo leí sobre este elemento eché en falta saber que esta capa tambien disponia de un máximo de 8 electrones, aunque lo sospechaba por la forma de la tabla periodica, hasta el silicio que lo confirmas tenia la duda en la mente :)

Saludos!


De: kemero
2008-11-17 19:52:29

Pedro, los elementos que reaccionan mas violentamente son los que están mas cerca de conseguir que sus órbitas estén completas? o mejor dicho, cual es la condición necesaria para que dos compuestos reaccionen violentamente en vez de hacerlo de a poco?

Aprovecho para decirte que esta es una de las mejores series, es una lastima que no haya existido algo asi cuando empece a estudiar química, me hubiese ahorrado horas y horas de estudio, ya que al principio la química parece Chino Básico! :)


De: rosa
2009-03-10 16:15:57

gracias por esta informacion me ha servido mucho para un trabajo del colegio de 1º de eso de naturales.


De: Angie
2009-12-05 01:44:53

@kemero

No soy experta en el tema, así que hablo desde la intuición y de lo que recuerdo del instituto: Los elementos muy electronegativos (los halógenos y los anfígenos por ejemplo) reaccionan con los poco electronegativos (los alcalinos y los alcalino-térreos) precisamente por lo que dice Pedro de que éstos últimos tienen tendencia a 'perder electrones' . De manera que en el caso del NaCl, por ejemplo, el Na cedería el electrón de su última capa para 'rellenar' el del Cl (con lo que el Cl tendría 8 electrones en su última capa y el Na también y ambos serían estables). Por lo que tengo entendido estos elementos tienen tendencia a formar enlaces iónicos, y aquí viene la parte instintiva, porque creo que es precisamente por eso por lo que son más 'violentas', por ejemplo que en un enlace covalente.
En resumen, creo que es la configuración electrónica de los elementos la que determina la naturaleza violenta de las reacciones, porque...¿por qué sino no reaccionan con nadie los gases nobles si no es porque la última capa está completa?


De: Angie
2009-12-06 04:12:03

Estoy confusa. Cada vez estoy menos contenta con la explicación anterior... llevo todo el día dándole vueltas a la cabeza, pensando que seguramente sea errónea, que probablemente tenga más que ver con la termodinámica que con la configuración electrónica.
He estado pensando y probablemente sea por la entalpía (una medida de la cantidad de energía absorbida o cedida por un sistema termodinámico). Cuando la variación de entalpía es negativa, la reacción es exotérmica, asi que probablemente el que sea 'violenta' se deba a una alta entalpía negativa.
Desde luego si no es eso, no sé ya lo que es...


De: Leonardo
2011-03-15 21:13:48

el sodio en estado puro sirve para las fundiciones de aluminio aleado con silicio,el mismo se utiliza en proporcion 1:1000 kg de Al para modificar la estructura del grano de la aleacion,que en su interior presenta agujas de silicio y de los retantes materiales aleados, con el agregado de Na se modifica la aguja en pequenas burbujas, facilitando al material que se comporta de forma mas maleable y hace que las piezas torneadas les facilite la tarea al torno .Otra ventaja considerable que el material de AL maleable primero se va a doblar luego se va a rajar o romper un ejemplo importante las llantas de los autos


De: jacobo
2012-06-09 23:16:52

Interesante artículo ... la primera vez que escuché hablar de la reactividad del sodio con el agua fue en un capítulo de McGyver. No has puesto mucho sobre las utilidades del sodio metálico, aún no tengo claro porqué, pero parece que es útil en las centrales solares térmicas, como fluído de acumulación de calor (en lugar de agua).


De: Isaac
2013-02-20 01:10:55

Dios! Qué alegría encontrar una página con temas tan útiles, interesantes y constructivos, lejos de banalidades, farándula, agresiones, ordinariez, etc; solo un fluir ameno, placentero e instructivo del conocimiento que tanto nos hace falta para construir sociedades más justas, un ir y venir de la razón y el entendimiento, buscando complementar conocimientos propios y ajenos. Felicito a todos los participantes en esta alquimia de saberes y agradezco su desprendimiento y desinterés al obsequiarnos con su más preciado bien!


De: Pedro
2013-02-20 08:15:44

Isaac, si acabas de llegar y te gusta tienes suerte, porque te queda mucho por leer :) Imagino que ya lo has hecho pero, si no, echa un ojo a http://eltamiz.com/series como índice.


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