Sodio (Z=11): el elemento reactivo y versátil

Papel esencial del sodio

El sodio (símbolo Na, número atómico 11) es un elemento químico alcalino ampliamente presente en la naturaleza, principalmente en forma de sales. Juega un papel fundamental en muchos procesos biológicos, especialmente en el mantenimiento del equilibrio electrolítico y la transmisión nerviosa.

Contribución del sodio a los procesos vitales

El sodio es esencial para el funcionamiento de las células nerviosas y musculares. Está implicado en la creación de gradientes electroquímicos a través de las membranas celulares, facilitando así las señales nerviosas y la contracción muscular.

Historia del descubrimiento

1807: Primera aislación por Humphry Davy
El sodio fue aislado por primera vez por el químico británico Humphry Davy mediante la electrólisis de la sosa (NaOH). Lo obtuvo en forma metálica aplicando una corriente eléctrica a una solución de sosa fundida.

1825: Reconocimiento del sodio metálico
Los investigadores comprendieron rápidamente que el sodio era un metal muy reactivo, incapaz de encontrarse en forma libre en la naturaleza debido a su alta reactividad con el agua y el aire.

Estructura atómica

Constitución: El átomo de sodio posee 11 protones, 11 neutrones y 11 electrones, con una configuración electrónica de 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹.
Isótopos:

• Sodio-23 (²³Na): isótopo estable, que representa el 100 % del sodio natural.

Propiedades físicas

• Metal alcalino, blando y plateado.
• Masa molar: 22.990 g/mol
• Punto de fusión: 371.0 K (97.85 °C)
• Punto de ebullición: 1156 K (883 °C)
• Densidad: ~0.971 g/cm³ (a 20 °C)
• Muy reactivo con el agua, formando hidróxido de sodio (NaOH) y gas hidrógeno (H₂).

Reactividad química

• El sodio reacciona vigorosamente con el agua, produciendo calor, hidróxido de sodio y gas hidrógeno.
• Reacciona con el oxígeno para formar óxido de sodio (Na₂O) o peróxido de sodio (Na₂O₂).
• Puede reaccionar con halógenos para formar halogenuros de sodio (por ejemplo, NaCl con cloro).
• Utilizado en la producción de diversos compuestos químicos, incluidos el carbonato de sodio (Na₂CO₃) y el hidróxido de sodio (NaOH).

Aplicaciones industriales y tecnológicas

• Utilizado en la fabricación de sosa cáustica (NaOH) y carbonato de sodio (Na₂CO₃), compuestos fundamentales para muchas industrias.
• Utilizado en la producción de vidrio, jabón, detergentes y en el tratamiento de aguas.
• Empleado en la fabricación de productos químicos orgánicos, incluidos en la industria farmacéutica para la producción de medicamentos.
• Uso en baterías de sodio-ion, una alternativa emergente a las baterías de litio-ion.

Papel biológico y ecológico

• El sodio es esencial para el equilibrio hídrico y electrolítico en los organismos vivos.
• Implicado en el funcionamiento de los nervios y músculos al permitir la transmisión del impulso nervioso.
• La concentración de sodio en la sangre debe mantenerse en un rango estrecho para asegurar funciones corporales normales.

Desafíos ambientales e industriales

• El sodio, en forma de hidróxido de sodio (NaOH), puede ser peligroso para el medio ambiente debido a su carácter corrosivo.
• Las grandes cantidades de sodio utilizadas en los procesos industriales pueden contribuir a la contaminación de las aguas si no se gestionan adecuadamente.
• El sodio, aunque abundante, se extrae principalmente de minerales, lo que plantea cuestiones sobre la sostenibilidad de su explotación a largo plazo.