Sódio (Z=11): o elemento reativo e versátil

Papel essencial do sódio

O sódio (símbolo Na, número atômico 11) é um elemento químico alcalino amplamente presente na natureza, principalmente na forma de sais. Ele desempenha um papel fundamental em muitos processos biológicos, especialmente no mantimento do equilíbrio eletrolítico e na transmissão nervosa.

Contribuição do sódio para os processos vitais

O sódio é essencial para o funcionamento das células nervosas e musculares. Ele está envolvido na criação de gradientes eletroquímicos através das membranas celulares, facilitando assim os sinais nervosos e a contração muscular.

História da descoberta

1807: Primeiro isolamento por Humphry Davy
O sódio foi isolado pela primeira vez pelo químico britânico Humphry Davy através da eletrólise da soda (NaOH). Ele o obteve na forma metálica aplicando uma corrente elétrica a uma solução de soda fundida.

1825: Reconhecimento do sódio metálico
Os pesquisadores rapidamente perceberam que o sódio era um metal muito reativo, incapaz de ser encontrado na forma livre na natureza devido à sua alta reatividade com a água e o ar.

Estrutura atômica

Constituição: O átomo de sódio possui 11 prótons, 11 nêutrons e 11 elétrons, com uma configuração eletrônica de 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹.
Isótopos:

• Sódio-23 (²³Na): isótopo estável, representando 100% do sódio natural.

Propriedades físicas

• Metal alcalino, macio e prateado.
• Massa molar: 22.990 g/mol
• Ponto de fusão: 371.0 K (97.85 °C)
• Ponto de ebulição: 1156 K (883 °C)
• Densidade: ~0.971 g/cm³ (a 20 °C)
• Altamente reativo com a água, formando hidróxido de sódio (NaOH) e gás hidrogênio (H₂).

Reatividade química

• O sódio reage vigorosamente com a água, produzindo calor, hidróxido de sódio e gás hidrogênio.
• Reage com o oxigênio para formar óxido de sódio (Na₂O) ou peróxido de sódio (Na₂O₂).
• Pode reagir com halogênios para formar halogenetos de sódio (por exemplo, NaCl com cloro).
• Utilizado na produção de diversos compostos químicos, incluindo carbonato de sódio (Na₂CO₃) e hidróxido de sódio (NaOH).

Aplicações industriais e tecnológicas

• Utilizado na fabricação de soda cáustica (NaOH) e carbonato de sódio (Na₂CO₃), compostos fundamentais para muitas indústrias.
• Utilizado na produção de vidro, sabão, detergentes e no tratamento de águas.
• Empregado na fabricação de produtos químicos orgânicos, incluindo na indústria farmacêutica para a produção de medicamentos.
• Uso em baterias de sódio-íon, uma alternativa emergente às baterias de lítio-íon.

Papel biológico e ecológico

• O sódio é essencial para o equilíbrio hídrico e eletrolítico nos organismos vivos.
• Envolvido no funcionamento dos nervos e músculos ao permitir a transmissão do impulso nervoso.
• A concentração de sódio no sangue deve ser mantida em uma faixa estreita para garantir funções corporais normais.

Desafios ambientais e industriais

• O sódio, na forma de hidróxido de sódio (NaOH), pode ser perigoso para o meio ambiente devido ao seu caráter corrosivo.
• Grandes quantidades de sódio usadas em processos industriais podem contribuir para a poluição das águas se não forem gerenciadas adequadamente.
• Embora abundante, o sódio é extraído principalmente de minerais, o que levanta questões sobre a sustentabilidade de sua exploração a longo prazo.