โซเดียม
โซเดียมเป็นธาตุเคมีมีสัญลักษณ์Na (มาจากภาษาละตินใหม่natrium ) และเลขอะตอม 11 เป็นโลหะ สีเงินขาวอ่อนนุ่ม มีปฏิกิริยาสูง โซเดียมเป็นโลหะอัลคาไลอยู่ในหมู่ที่ 1ของตารางธาตุ ไอโซโทปที่เสถียรเพียงชนิดเดียวคือ 23Na โลหะโซเดียมในรูปอิสระไม่พบในธรรมชาติ ต้องเตรียมจากสารประกอบ โซเดียมเป็นธาตุที่มีมากเป็นอันดับที่ 6 ในเปลือกโลกและพบในแร่ธาตุ หลายชนิด เช่นเฟลด์สปาร์โซดาไลต์และฮาไลต์ (NaCl) เกลือของโซเดียมหลายชนิดละลายน้ำได้ดีมาก ไอออนของโซเดียมถูกชะล้างออก จาก แร่ธาตุของโลกโดยการกระทำของน้ำมานานหลายล้านปี ดังนั้นโซเดียมและคลอรีนจึงเป็นธาตุที่ละลายอยู่ในมหาสมุทรมากที่สุดเมื่อเทียบตามน้ำหนัก
ฮัมฟรี เดวีเป็นผู้แยกโซเดียมออกมาเป็นครั้งแรกในปี ค.ศ. 1807 โดยวิธีการอิเล็กโทรไลซิสของโซเดียมไฮดรอกไซด์ โซเดียมไฮดรอกไซด์ ( ด่าง ) เป็น สารประกอบโซเดียมที่มีประโยชน์หลายอย่าง และใช้ในการผลิตสบู่ส่วนโซเดียมคลอไรด์ ( เกลือบริโภค ) เป็น สารละลาย น้ำแข็งและสารอาหารสำหรับสัตว์รวมถึงมนุษย์
โซเดียมเป็นธาตุที่จำเป็นสำหรับสัตว์ทุกชนิดและพืชบางชนิด ไอออนโซเดียมเป็นแคตไอออนหลักในของเหลวนอกเซลล์ (ECF) และเป็นตัวการสำคัญที่ทำให้เกิดแรงดันออสโมติก ใน ECF [ 8 ]เซลล์สัตว์จะสูบไอออนโซเดียมออกจากเซลล์โดยใช้ปั๊มโซเดียม-โพแทสเซียมซึ่ง เป็น เอนไซม์เชิงซ้อนที่ฝังอยู่ในเยื่อหุ้มเซลล์เพื่อรักษาระดับความเข้มข้นของไอออนโซเดียมภายนอกเซลล์ให้สูงกว่าภายในเซลล์ประมาณสิบเท่า[ 9 ]ในเซลล์ประสาทการไหลของไอออนโซเดียมเข้าสู่เซลล์อย่างฉับพลันผ่านช่องโซเดียมที่ควบคุมด้วยแรงดันไฟฟ้าช่วยให้สามารถส่งกระแสประสาทได้ในกระบวนการที่เรียกว่าศักย์การกระทำ
ลักษณะเฉพาะ
ทางกายภาพ
โซเดียมที่อุณหภูมิและความดันมาตรฐานเป็นโลหะสีเงินอ่อนนุ่มที่รวมตัวกับออกซิเจนในอากาศ เกิดเป็นโซเดียมออกไซด์โดยปกติโซเดียมจำนวนมากจะถูกเก็บไว้ในน้ำมันหรือก๊าซเฉื่อย โลหะโซเดียมสามารถตัดได้ง่ายด้วยมีด และเป็นตัวนำไฟฟ้าและความร้อนที่ดี
จุดหลอมเหลว (98 °C) และจุดเดือด (883 °C) ของโซเดียมต่ำกว่าของลิเธียม แต่สูงกว่าของโลหะอัลคาไลที่หนักกว่าอย่างโพแทสเซียม รูบิเดียม และซีเซียม โดยเป็นไปตามแนวโน้มตามคาบลงมาตามหมู่[ 10 ]คุณสมบัติเหล่านี้เปลี่ยนแปลงอย่างมากที่ความดันสูง: ที่ 1.5 Mbarสีจะเปลี่ยนจากสีเงินเมทัลลิกเป็นสีดำ ที่ 1.9 Mbar วัสดุจะโปร่งใสและมีสีแดง และที่ 3 Mbar โซเดียมเป็นของแข็งที่ใสและโปร่งแสง อั ลโลโทรปที่ความดันสูงเหล่านี้ทั้งหมดเป็นฉนวนและอิเล็กไตรด์[ 11 ]
ในการทดสอบเปลวไฟโซเดียมและสารประกอบของมันจะเรืองแสงสีเหลือง[ 12 ]เนื่องจาก อิเล็กตรอน 3s ที่ถูกกระตุ้น ของโซเดียมจะปล่อยโฟตอน ออกมา เมื่อตกลงมาจาก 3p ไปยัง 3s ความยาวคลื่นของโฟตอนนี้สอดคล้องกับเส้น Dที่ประมาณ 589.3 นาโนเมตรปฏิสัมพันธ์ระหว่างสปินกับวงโคจรที่เกี่ยวข้องกับอิเล็กตรอนในวงโคจร 3p ทำให้เส้น D แยกออกเป็นสองเส้นที่ 589.0 และ 589.6 นาโนเมตรโครงสร้างไฮเปอร์ไฟน์ที่เกี่ยวข้องกับวงโคจรทั้งสองทำให้เกิดเส้นอีกมากมาย[ 13 ]
ไอโซโทป
โซเดียมมีไอโซโทปที่รู้จักกัน 20 ชนิด แต่มีเพียง23Na เท่านั้น ที่เสถียร23Naเกิดขึ้นในกระบวนการเผาไหม้คาร์บอนในดาวฤกษ์โดยการหลอม รวมอะตอม คาร์บอน สอง อะตอมเข้าด้วยกัน ซึ่งต้องใช้อุณหภูมิสูงกว่า 600 เมกะเคลวินและดาวฤกษ์ที่มีมวลอย่างน้อยสามเท่าของมวลของดวงอาทิตย์[ 14 ] ไอโซโทป กัมมันตรังสีที่เกิดจากรังสีคอสมิกสองชนิดเป็นผลพลอยได้จากการแตกตัวของรังสีคอสมิกได้แก่22Naมีครึ่งชีวิต 2.6 ปี และ24Naมีครึ่งชีวิต 15 ชั่วโมง ไอโซโทปอื่นๆ ทั้งหมดมีครึ่งชีวิตน้อยกว่าหนึ่งนาที[ 15 ]
มีการค้นพบ ไอโซเมอร์นิวเคลียร์สองชนิดโดยชนิดที่มีอายุยืนยาวกว่าคือ24m Na ซึ่งมีครึ่งชีวิตประมาณ 20.2 มิลลิวินาที รังสีนิวตรอนเฉียบพลัน เช่น จากอุบัติเหตุวิกฤต นิวเคลียร์ จะเปลี่ยน 23 Na ที่เสถียรบางส่วนในเลือดมนุษย์ให้เป็น24 Na ปริมาณรังสีนิวตรอนที่เหยื่อได้รับสามารถคำนวณได้โดยการวัดความเข้มข้นของ24 Na เทียบกับ23 Na [ 16 ]
เคมี
อะตอมของโซเดียมมีอิเล็กตรอน 11 ตัว มากกว่าการจัดเรียงอิเล็กตรอนที่เสถียรของก๊าซเฉื่อยนีออน 1 ตัว พลังงานไอออนไนเซชันครั้งแรกและครั้งที่สองคือ 495.8 kJ/mol และ 4562 kJ/mol ตามลำดับ ส่งผลให้โซเดียมมักจะสร้างสารประกอบไอออนิก ที่มี แคตไอออนNa + [ 17 ]
โซเดียมโลหะ
โดยทั่วไปแล้วโลหะโซเดียมมีปฏิกิริยาน้อยกว่าโพแทสเซียมและมีปฏิกิริยามากกว่าลิเธียม [ 18 ] โลหะโซเดียมมีฤทธิ์รีดิวซ์สูง โดยมีศักยภาพการรีดิวซ์มาตรฐานสำหรับคู่ Na + /Na เท่ากับ −2.71 โวลต์[ 19 ]แม้ว่าโพแทสเซียมและลิเธียมจะมีศักยภาพที่เป็นลบมากกว่าก็ตาม[ 20 ]
เกลือและออกไซด์
สารประกอบโซเดียมมีความสำคัญทางการค้าอย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมการผลิตแก้วกระดาษสบู่และสิ่งทอ[ 21 ] สารประกอบโซเดียมที่สำคัญที่สุด ได้แก่เกลือแกง (Na Cl ) โซดาแอช (Na CO ) เบกกิ้งโซดา (Na HCO ) โซดาไฟ (NaOH) โซเดียมไนเตรต( Na NO ) ไดและไตรโซเดียมฟอสเฟตโซเดียมไทโอซัลเฟต (Na S O ·5H O) และบอแรกซ์ (Na B O ·10H O) [ 22 ]ในสารประกอบ โซเดียมมักจะจับกับน้ำและแอนไอออนด้วยพันธะไอออนิก และถือว่าเป็นกรดลูอิสที่แข็ง[ 23 ]
สบู่ส่วนใหญ่เป็นเกลือโซเดียมของกรดไขมันสบู่โซเดียมมีจุดหลอมเหลวสูงกว่า (และดูเหมือนจะ "แข็งกว่า") สบู่โพแทสเซียม[ 22 ]
เช่นเดียวกับ โลหะอัลคาไลทั้งหมดโซเดียมทำปฏิกิริยาคายความร้อนกับน้ำ การถ่ายภาพ ด้วยกล้องความเร็วสูงของโลหะอัลคาไลที่ระเบิดในน้ำแสดงให้เห็นว่าการระเบิดเป็นการระเบิดแบบคูลอมบ์ [ 24 ] [ 25 ] ปฏิกิริยานี้ผลิตโซดาไฟ ( โซเดียมไฮดรอกไซด์ ) และ ก๊าซ ไฮโดรเจน ที่ติดไฟได้ เมื่อเผาไหม้ในอากาศ จะเกิดเป็นโซเดียมเปอร์ออกไซด์ เป็นหลักและมี โซเดียมออกไซด์บางส่วน[ 26 ]
สารละลายในน้ำ
โซเดียมมีแนวโน้มที่จะสร้างสารประกอบที่ละลายน้ำได้ เช่นเฮไลด์ซัลเฟตไนเตรต คาร์บอกซิเลตและคาร์บอเนตสารประกอบในน้ำหลักคือสารประกอบเชิงซ้อนอะควา [Na(H O) ] +โดยที่n = 4–8 โดยที่n = 6 ได้รับการระบุจากข้อมูลการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์และการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์[ 27 ]
การตกตะกอนโดยตรงของเกลือโซเดียมจากสารละลายในน้ำ นั้นเกิดขึ้นได้ยาก เนื่องจากโดยทั่วไปเกลือโซเดียมมีความสัมพันธ์กับน้ำสูง ยกเว้นโซเดียมบิสมัทเทต (NaBiO3 ) []ซึ่งไม่ละลายในน้ำเย็นและสลายตัวในน้ำร้อน[ 29 ]เนื่องจากสารประกอบของเกลือโซเดียมมีความละลายสูง จึงมักแยกเกลือโซเดียมออกมาเป็นของแข็งโดยการระเหยหรือโดยการตกตะกอนด้วยตัวทำละลายอินทรีย์ที่ไม่ละลาย เช่นเอทานอลตัวอย่างเช่นโซเดียมคลอไรด์เพียง 0.35 กรัมต่อลิตรเท่านั้นที่จะละลายในเอทานอล[ 30 ]อีเทอร์แบบคราวน์เช่น15-คราวน์-5อาจใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาการถ่ายโอนเฟสได้[ 31 ]
ปริมาณโซเดียมของตัวอย่างจะถูกกำหนดโดยสเปกโตรโฟโตเมตรีการดูดกลืนอะตอมหรือโดยโพเทนชิโอเมตรีโดยใช้อิเล็กโทรดเลือกไอออน[ 32 ]
อิเล็กไตรด์และโซเดียม
เช่นเดียวกับโลหะอัลคาไลอื่นๆ โซเดียมละลายในแอมโมเนียและเอมีนบางชนิดเพื่อให้ได้สารละลายที่มีสีเข้ม การระเหยของสารละลายเหล่านี้จะทิ้งฟิล์มโซเดียมโลหะที่เป็นมันวาวไว้ สารละลายประกอบด้วยสารเชิงซ้อนโคออร์ดิเนชัน [Na(NH ) ] +โดยมีประจุบวกที่สมดุลกับอิเล็กตรอนในรูปของแอ นไอออน คริปแทนด์ช่วยให้สามารถแยกสารเชิงซ้อนเหล่านี้ออกมาเป็นของแข็งผลึกได้ โซเดียมสร้างสารเชิงซ้อนกับคราวน์อีเทอร์ คริปแทนด์ และลิแกนด์อื่นๆ[ 33 ]
ตัวอย่างเช่น15-คราวน์-5มีความสัมพันธ์สูงกับโซเดียม เนื่องจากขนาดโพรงของ 15-คราวน์-5 คือ 1.7–2.2 Å ซึ่งเพียงพอที่จะพอดีกับไอออนโซเดียม (1.9 Å) [ 34 ] [ 35 ]คริปแทนด์ เช่นเดียวกับคราวน์อีเทอร์และไอโอโนฟอร์ อื่นๆ ก็มีความสัมพันธ์สูงกับไอออนโซเดียมเช่นกัน อนุพันธ์ของอัลคาไลด์ Na −สามารถหาได้[ 36 ]โดยการเติมคริปแทนด์ลงในสารละลายโซเดียมในแอมโมเนียผ่านกระบวนการแยกส่วน[ 37 ]
สารประกอบออร์กาโนโซเดียม
สารประกอบออร์กาโนโซเดียมหลายชนิดได้รับการเตรียมขึ้น เนื่องจากพันธะ C-Na มีขั้วสูง จึงทำหน้าที่เหมือนแหล่งกำเนิดคาร์บานไอออน (เกลือที่มีแอนไอออนอินทรีย์)อนุพันธ์ที่รู้จักกันดีบางชนิด ได้แก่โซเดียมไซโคลเพนตาไดอีนไนด์ (NaC H ) และ โซเดียม ไตรทิล ((C H ) CNa) [ 38 ]โซเดียมแนฟทาลีน Na + [C H •] −ซึ่งเป็นสารลดแรงสูง เกิดขึ้นเมื่อผสม Na และแนฟทาลีนในสารละลายอีเทอร์[ 39 ]
สารประกอบโลหะระหว่างกัน
โซเดียมสามารถสร้างโลหะผสมกับโลหะหลายชนิด เช่น โพแทสเซียมแคลเซียมตะกั่วและ ธาตุ หมู่ 11และ12โซเดียมและโพแทสเซียมสร้าง KNa และNaK ตาม ลำดับ NaK ประกอบด้วยโพแทสเซียม 40–90% และเป็นของเหลวที่อุณหภูมิห้องเป็นตัวนำความร้อนและไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม โลหะผสมโซเดียม-แคลเซียมเป็นผลพลอยได้จากการผลิตโซเดียมด้วยไฟฟ้าจากส่วนผสมเกลือไบนารีของ NaCl-CaCl และส่วนผสมไตรนารี NaCl–CaCl -BaCl สามารถผสม กับโซเดียมได้ เพียงบางส่วนและแคลเซียม 1–2% ที่ละลายอยู่ในโซเดียมที่ได้จากส่วนผสมดังกล่าวสามารถตกตะกอนได้โดยการทำให้เย็นลงถึง 120 °C แล้วกรอง[ 40 ]
ในสถานะของเหลว โซเดียมสามารถผสมกับตะกั่วได้อย่างสมบูรณ์ มีหลายวิธีในการสร้างโลหะผสมโซเดียม-ตะกั่ว วิธีหนึ่งคือการหลอมรวมกัน และอีกวิธีหนึ่งคือการตกตะกอนโซเดียมด้วยไฟฟ้าบนแคโทดตะกั่วหลอมเหลว NaPb , NaPb, Na Pb , Na Pb และ Na Pb เป็นโลหะผสมโซเดียม-ตะกั่วที่รู้จักกันบางส่วน โซเดียมยังสร้างโลหะผสมกับทองคำ (NaAu ) และเงิน (NaAg ) โลหะหมู่ 12 ( สังกะสีแคดเมียมและปรอท ) เป็นที่ทราบกันว่าสร้างโลหะผสมกับโซเดียม NaZn 13 NaCd เป็นโลหะผสมของสังกะสีและแคดเมียม โซเดียมและปรอทสร้าง NaHg, NaHg , NaHg , Na Hg และ Na Hg [ 41 ]
ประวัติศาสตร์
เนื่องจากความสำคัญต่อสุขภาพของมนุษย์ เกลือจึงเป็นสินค้าสำคัญมานานแล้ว ในยุโรปยุคกลาง สารประกอบของโซเดียมที่มีชื่อภาษาละตินว่าโซดานัมถูกใช้เป็น ยารักษา อาการปวดหัวเชื่อกันว่าชื่อโซเดียมมีที่มาจากภาษาอาหรับว่าซูดาซึ่งหมายถึงอาการปวดหัว เนื่องจากคุณสมบัติในการบรรเทาอาการปวดหัวของโซเดียมคาร์บอเนตหรือโซดาเป็นที่รู้จักกันดีในสมัยก่อน[ 42 ]
แม้ว่าโซเดียม ซึ่งบางครั้งเรียกว่าโซดาจะได้รับการยอมรับในสารประกอบมานานแล้ว แต่โลหะโซเดียมเองก็ไม่ได้รับการแยกออกมาจนกระทั่งปี 1807 โดยเซอร์ฮัมฟรี เดวีผ่านกระบวนการอิเล็กโทรไลซิสของโซเดียมไฮดรอกไซด์[ 43 ] [ 44 ]ในปี 1809 นักฟิสิกส์และนักเคมีชาวเยอรมันลุดวิก วิลเฮล์ม กิลเบิร์ตได้เสนอชื่อนาโทรเนียมสำหรับ "โซเดียม" ของฮัมฟรี เดวี และคาเลียมสำหรับ "โพแทสเซียม" ของเดวี[ 45 ]
ตัวย่อทางเคมีของโซเดียมได้รับการตีพิมพ์ครั้งแรกในปี พ.ศ. 2357 โดยJöns Jakob Berzeliusในระบบสัญลักษณ์อะตอมของเขา[ 46 ] [ 47 ] และเป็นตัวย่อของ ชื่อภาษาละตินใหม่ของธาตุ คือ natrium ซึ่งหมายถึง natronของอียิปต์[ 42 ] ซึ่งเป็นเกลือแร่ธรรมชาติที่ประกอบด้วยโซเดียมคาร์บอเนตไฮเดรตเป็นหลัก ในอดีต natron มีการใช้งานทางอุตสาหกรรมและ ในครัวเรือนที่สำคัญหลายอย่าง แต่ต่อมาถูกแทนที่ด้วยสารประกอบโซเดียมอื่นๆ[ 48 ]
โซเดียมทำให้เปลวไฟมีสีเหลืองเข้ม ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2403 KirchhoffและBunsenได้สังเกตความไวสูงของการทดสอบเปลวไฟ โซเดียม และระบุไว้ในAnnalen der Physik und Chemieว่า: [ 49 ]
ในมุมหนึ่งของ ห้อง ขนาด 60 ลูกบาศก์เมตร ของเรา ซึ่งอยู่ไกลจากอุปกรณ์มากที่สุด เราได้ทำการระเบิดโซเดียมคลอเรต 3 มิลลิกรัมร่วมกับน้ำตาลนม โดยสังเกตเปลวไฟที่ไม่เรืองแสงอยู่หน้าช่องแคบ หลังจากนั้นไม่นาน เปลวไฟก็เรืองแสงสีเหลืองสดใสและแสดงเส้นโซเดียมที่ชัดเจน ซึ่งหายไปหลังจากนั้น 10 นาที จากน้ำหนักของเกลือโซเดียมและปริมาตรของอากาศในห้อง เราสามารถคำนวณได้อย่างง่ายดายว่าอากาศ 1 ส่วนโดยน้ำหนักไม่สามารถมีโซเดียมได้มากกว่า 1/2 ล้านส่วนของน้ำหนัก
การเกิดขึ้น
เปลือกโลกประกอบด้วยโซเดียม 2.27% ทำให้เป็นธาตุที่มีมากเป็นอันดับที่หกบนโลกและเป็นโลหะที่มีมากเป็นอันดับที่สี่ รองจากอะลูมิเนียม เหล็กแคลเซียมและแมกนีเซียมและมากกว่าโพแทสเซียม[ 50 ] ปริมาณโซเดียมในมหาสมุทรโดยประมาณอยู่ที่ 10.8 กรัมต่อลิตร[ 51 ]เนื่องจากมีปฏิกิริยาสูง จึงไม่พบโซเดียมในรูปธาตุบริสุทธิ์ พบได้ในแร่ธาตุหลายชนิด บางชนิดละลายได้ดีมาก เช่นฮาไลต์และนาตรอนบางชนิดละลายได้น้อยกว่ามาก เช่นแอมฟิโบลและซีโอไลต์ความไม่ละลายของแร่โซเดียมบางชนิด เช่นไครโอไลต์และเฟลด์สปาร์เกิดจากแอนไอออนพอลิเมอร์ ซึ่งในกรณีของเฟลด์สปาร์คือพอลิซิลิเกต ในจักรวาล โซเดียมเป็นธาตุที่มีมากเป็นอันดับที่ 15 โดยมีปริมาณ 20,000 ส่วนต่อพันล้าน[ 52 ]ทำให้โซเดียมคิดเป็น 0.002% ของอะตอมทั้งหมดในจักรวาล
การสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์
โซเดียมอะตอมมีคุณสมบัติที่แข็งแกร่งมากเส้นสเปกตรัมในส่วนสีเหลืองส้มของสเปกตรัม (เส้นเดียวกับที่ใช้ในไฟถนนโซเดียมไอระเหย ) เส้นนี้ปรากฏเป็นเส้นดูดกลืนในดาวหลายประเภท รวมถึงดวงอาทิตย์เส้นนี้ได้รับการศึกษาครั้งแรกในปี 1814 โดยโจเซฟ ฟอน ฟราวน์โฮเฟอร์ในระหว่างการตรวจสอบเส้นในสเปกตรัมของดวงอาทิตย์ ซึ่งปัจจุบันรู้จักกันในชื่อเส้นฟราวน์โฮเฟอร์ฟราวน์โฮเฟอร์ตั้งชื่อมันว่าเส้น "D" แม้ว่าปัจจุบันเป็นที่ทราบกันดีว่าแท้จริงแล้วเป็นกลุ่มของเส้นที่อยู่ใกล้กันซึ่งถูกแยกออกโดยโครงสร้างละเอียดและละเอียด มาก [ 53 ]
ความแรงของ เส้น D ช่วยให้สามารถตรวจจับได้ในสภาพแวดล้อมทางดาราศาสตร์อื่นๆ อีกมากมาย ในดาวฤกษ์ จะมองเห็นได้ในดาวฤกษ์ที่มีพื้นผิวเย็นพอที่โซเดียมจะอยู่ในรูปอะตอม (แทนที่จะเป็นไอออน) ซึ่งสอดคล้องกับดาวฤกษ์ประเภท Fหรือเย็นกว่านั้น ดาวฤกษ์อื่นๆ อีกหลายดวงดูเหมือนจะมีเส้นดูดกลืนโซเดียม แต่จริงๆ แล้วเกิดจากก๊าซในตัวกลางระหว่างดาวฤกษ์ ที่อยู่ด้านหน้า ทั้งสองสามารถแยกแยะได้ด้วยสเปกโทรสโกปีความละเอียดสูง เนื่องจากเส้นระหว่างดาวฤกษ์นั้นแคบกว่าเส้นที่กว้างขึ้นจากการหมุนของดาวฤกษ์ มาก [ 54 ]
นอกจากนี้ ยังตรวจพบโซเดียมใน สภาพแวดล้อม ของระบบสุริยะ หลายแห่ง รวมถึงชั้นบรรยากาศรอบนอกของดาวพุธ[ 55 ]และดวงจันทร์ [ 56 ] และวัตถุอื่นๆ อีกมากมายดาวหาง บางดวง มีหางโซเดียม [ 57 ]ซึ่งตรวจพบครั้งแรกในการสังเกตการณ์ดาวหางเฮล-บอปป์ในปี 1997 [ 58 ]โซเดียมยังถูกตรวจพบในชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ บางดวง ผ่านการวิเคราะห์สเปกตรัมการผ่าน หน้าดาวฤกษ์ [ 59 ]
การผลิตเชิงพาณิชย์
โซเดียมโลหะถูกนำไปใช้ในงานเฉพาะทางประมาณ 100,000 ตันต่อปี[ 60 ]โซเดียมโลหะถูกผลิตในเชิงพาณิชย์ครั้งแรกในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 [ 40 ]โดยการลดโซเดียมคาร์บอเนตด้วยความร้อนที่อุณหภูมิ 1100 °C ซึ่งเป็นขั้นตอนแรกของกระบวนการ Devilleสำหรับการผลิตอะลูมิเนียม: [ 61 ] [ 62 ] [ 63 ]
- นา CO + 2 C → 2 Na + 3 CO
ความต้องการอะลูมิเนียมที่สูงทำให้เกิดความจำเป็นในการผลิตโซเดียม การนำกระบวนการ Hall–Héroultมาใช้ในการผลิตอะลูมิเนียมโดยการอิเล็กโทรไล ซิส อ่างเกลือหลอมเหลวทำให้ความต้องการโซเดียมในปริมาณมากหมดไป กระบวนการที่เกี่ยวข้องซึ่งอิงกับการลดโซเดียมไฮดรอกไซด์ได้รับการพัฒนาขึ้นในปี พ.ศ. 2429 [ 61 ]
ปัจจุบันโซเดียมถูกผลิตในเชิงพาณิชย์โดยผ่านกระบวนการอิเล็กโทรไลซิ ส ของโซเดียมคลอไรด์ หลอมเหลว (เกลือแกง) โดยอาศัยกระบวนการที่จดสิทธิบัตรในปี พ.ศ. 2467 [ 64 ] [ 65 ]กระบวนการนี้ทำในเซลล์ดาวน์สซึ่ง NaCl จะถูกผสมกับแคลเซียมคลอไรด์เพื่อลดจุดหลอมเหลวให้ต่ำกว่า 700 °C [ 66 ]เนื่องจากแคลเซียม มีความเป็น บวกทางไฟฟ้าต่ำกว่าโซเดียม จึงไม่มีแคลเซียมตกตะกอนที่แคโทด[ 67 ]วิธีนี้มีราคาถูกกว่ากระบวนการแคสเนอร์ ก่อนหน้านี้ (การอิเล็กโทรไลซิสของโซเดียมไฮดรอกไซด์ ) [ 68 ] หากต้องการโซเดียมที่มีความบริสุทธิ์สูง สามารถกลั่นได้ครั้งเดียวหรือหลายครั้ง
ตลาดโซเดียมมีความผันผวนเนื่องจากความยากลำบากในการจัดเก็บและการขนส่ง ต้องจัดเก็บภายใต้ บรรยากาศ ก๊าซเฉื่อย แห้ง หรือน้ำมันแร่ปราศจากน้ำ เพื่อป้องกันการก่อตัวของชั้นผิวของโซเดียมออกไซด์หรือโซเดียมซูเปอร์ออกไซด์[ 69 ]
การใช้งาน
แม้ว่าโซเดียมโลหะจะมีประโยชน์สำคัญบางประการ แต่การใช้งานหลักของโซเดียมคือการใช้สารประกอบต่างๆมีการผลิตโซเดียมคลอไรด์ โซเดียมไฮดรอกไซด์และโซเดียมคาร์บอเนต หลายล้านตันต่อปี โซเดียมคลอไรด์ใช้กันอย่างแพร่หลายใน การป้องกันการเกิดน้ำแข็งและการละลายน้ำแข็งและเป็นสารกันบูด ตัวอย่างการใช้โซเดียมไบคาร์บอเนตได้แก่ การอบขนม การใช้เป็นสารช่วยให้ขึ้นฟูและการพ่นด้วยโซดา นอกจากนี้ ยาสำคัญหลายชนิดยังมีการเติมโซเดียมร่วมกับโพแทสเซียมเพื่อเพิ่มการดูดซึมเข้า สู่ร่างกาย แม้ว่าโพแทสเซียมจะเป็นไอออนที่ดีกว่าในกรณีส่วนใหญ่ แต่โซเดียมก็ถูกเลือกเนื่องจากราคาถูกกว่าและมีน้ำหนักอะตอมน้อยกว่า[ 70 ]โซเดียมไฮไดรด์ใช้เป็นเบสสำหรับปฏิกิริยาต่างๆ (เช่น ปฏิกิริยาอัลดอล ) ในเคมีอินทรีย์
โซเดียมโลหะส่วนใหญ่ใช้ในการผลิตโซเดียมโบโรไฮไดรด์โซเดียมอะไซด์อินดิโกและไตรฟีนิลฟอสฟีนการใช้งานที่เคยแพร่หลายคือการผลิตเตตระเอทิลลีดและโลหะไทเทเนียม เนื่องจากการเปลี่ยนจากการใช้เตตระเอทิลลีดไปเป็นการผลิตไทเทเนียมด้วยวิธีใหม่ การผลิตโซเดียมจึงลดลงหลังจากปี 1970 [ 60 ] โซเดียมยังใช้เป็นโลหะผสม สารป้องกันการเกิดตะกรัน [ 71 ] และเป็นสารลดสำหรับโลหะเมื่อวัสดุอื่นไม่ได้ผล
โปรดทราบว่าธาตุอิสระไม่ได้ใช้เป็นสารขจัดคราบ ไอออนในน้ำจะถูกแลกเปลี่ยนกับไอออนโซเดียมหลอดไฟพลาสมาโซเดียม ("ไอ")มักใช้สำหรับไฟถนนในเมือง โดยให้แสงที่มีสีตั้งแต่เหลืองส้มไปจนถึงสีพีชเมื่อความดันเพิ่มขึ้น[ 72 ] โซเดียม เพียงอย่างเดียวหรือร่วมกับโพแทสเซียมเป็นสารดูดความชื้นโดยจะให้สีน้ำเงินเข้มกับเบนโซฟีโนนเมื่อสารดูดความชื้นแห้ง[ 73 ]
ในการสังเคราะห์สารอินทรีย์โซเดียมถูกใช้ในปฏิกิริยาต่างๆ เช่นการลดแบบเบิร์ชและการทดสอบการหลอมโซเดียมจะดำเนินการเพื่อวิเคราะห์สารประกอบเชิงคุณภาพ[ 74 ]โซเดียมทำปฏิกิริยากับแอลกอฮอล์และให้แอลคอกไซด์และเมื่อโซเดียมละลายในสารละลายแอมโมเนีย ก็สามารถใช้ในการลดแอลไคน์ให้เป็นทรานส์แอลคีนได้[ 75 ] [ 76 ]เลเซอร์ที่ปล่อยแสงที่เส้น D ของโซเดียมถูกใช้เพื่อสร้างดาวนำทางเลเซอร์เทียมที่ช่วยในการปรับเลนส์สำหรับกล้องโทรทรรศน์แสงที่มองเห็นได้บนพื้นดิน[ 77 ]
การถ่ายเทความร้อน
โซเดียมเหลวถูกใช้เป็นของเหลวถ่ายเทความร้อนในเครื่องปฏิกรณ์เร็วระบายความร้อนด้วยโซเดียม[ 79 ]เนื่องจากมีค่าการนำความร้อนสูงและค่าภาค ตัดขวางการดูดซับนิวตรอนต่ำ ที่จำเป็นเพื่อให้ได้ฟลักซ์นิวตรอนสูงในเครื่องปฏิกรณ์[ 80 ]จุดเดือดสูงของโซเดียมช่วยให้เครื่องปฏิกรณ์ทำงานที่ความดันบรรยากาศ (ปกติ) ได้[ 80 ]แต่ข้อเสียคือความทึบแสงซึ่งขัดขวางการบำรุงรักษาด้วยสายตา และคุณสมบัติการลดที่รุนแรง โซเดียมจะระเบิดเมื่อสัมผัสกับน้ำ แม้ว่าจะเผาไหม้อย่างอ่อนๆ ในอากาศก็ตาม[ 81 ]
โซเดียม-24ที่เป็นกัมมันตรังสีอาจถูกผลิตขึ้นโดยการชนของนิวตรอนระหว่างการทำงาน ซึ่งก่อให้เกิดอันตรายจากรังสีเล็กน้อย กัมมันตรังสีจะหยุดลงภายในไม่กี่วันหลังจากนำออกจากเครื่องปฏิกรณ์[ 82 ]หากจำเป็นต้องปิดเครื่องปฏิกรณ์บ่อยครั้ง จะใช้ โลหะผสมโซเดียม-โพแทสเซียม (NaK) เนื่องจาก NaK เป็นของเหลวที่อุณหภูมิห้อง สารหล่อเย็นจึงไม่แข็งตัวในท่อ[ 83 ]คุณสมบัติไวไฟของ NaK หมายความว่าต้องใช้ความระมัดระวังเป็นพิเศษเพื่อป้องกันและตรวจจับการรั่วไหล[ 84 ]
การประยุกต์ใช้โซเดียมในการถ่ายเทความร้อนอีกอย่างหนึ่งคือในวาล์วป๊อปเป็ตในเครื่องยนต์สันดาปภายในประสิทธิภาพสูง ก้านวาล์วจะบรรจุโซเดียมไว้บางส่วนและทำหน้าที่เป็นท่อความร้อนเพื่อระบายความร้อนให้กับวาล์ว[ 85 ]
บทบาททางชีววิทยา
บทบาททางชีววิทยาในมนุษย์
ในมนุษย์ โซเดียมเป็นแร่ธาตุที่จำเป็นซึ่งควบคุม ปริมาณ เลือดความดันโลหิต สมดุล ออสโมติกและค่า pHความต้องการทางสรีรวิทยาขั้นต่ำของโซเดียมคาดว่าจะอยู่ในช่วงประมาณ 120 มิลลิกรัมต่อวันในทารกแรกเกิดถึง 500 มิลลิกรัมต่อวันเมื่ออายุมากกว่า 10 ปี[ 86 ]
อาหาร
โซเดียมคลอไรด์หรือที่รู้จักกันในชื่อ 'เกลือบริโภค' หรือ 'เกลือแกง' [ 87 ] (สูตรเคมีNaCl ) เป็นแหล่งโซเดียม ( Na ) หลักในอาหาร และใช้เป็นเครื่องปรุงรสและสารกันบูดในสินค้าต่างๆ เช่นผักดองและเนื้อแห้งสำหรับชาวอเมริกัน โซเดียมคลอไรด์ส่วนใหญ่มาจากอาหารแปรรูป [ 88 ] แหล่งโซเดียมอื่นๆ ได้แก่ โซเดียมที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติในอาหาร และสารเติมแต่งอาหาร เช่นโมโนโซเดียมกลูตาเมต (MSG) โซเดียมไนไตรต์โซเดียมแซค คาริน เบกกิ้งโซดา (โซเดียมไบคาร์บอเนต) และโซเดียมเบนโซเอต[ 89 ]
สถาบันการแพทย์แห่งสหรัฐอเมริกาได้กำหนดระดับปริมาณโซเดียมที่ยอมรับได้สูงสุดไว้ที่ 2.3 กรัมต่อวัน[ 90 ]แต่โดยเฉลี่ยแล้วคนในสหรัฐอเมริกาบริโภคโซเดียม 3.4 กรัมต่อวัน[ 91 ]สมาคมโรคหัวใจแห่งอเมริกาแนะนำให้บริโภคโซเดียมไม่เกิน 1.5 กรัมต่อวัน[ 92 ]
คณะกรรมการทบทวนปริมาณสารอาหารอ้างอิงที่ควรได้รับต่อวันสำหรับโซเดียมและโพแทสเซียม ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของสถาบันวิทยาศาสตร์ วิศวกรรมศาสตร์ และการแพทย์แห่งชาติ ได้พิจารณาแล้วว่าไม่มีหลักฐานเพียงพอจากงานวิจัยที่จะกำหนดค่าปริมาณสารอาหารที่ควรได้รับโดยเฉลี่ย (EAR) และปริมาณสารอาหารที่ควรได้รับต่อวัน (RDA) สำหรับโซเดียม ดังนั้น คณะกรรมการจึงได้กำหนดระดับปริมาณสารอาหารที่ควรได้รับต่อวัน (AI) แทน ดังนี้ ปริมาณสารอาหารที่ควรได้รับต่อวันสำหรับโซเดียมสำหรับทารกอายุ 0–6 เดือน คือ 110 มก./วัน, 7–12 เดือน: 370 มก./วัน; สำหรับเด็กอายุ 1–3 ปี: 800 มก./วัน, 4–8 ปี: 1,000 มก./วัน; สำหรับวัยรุ่น: 9–13 ปี – 1,200 มก./วัน, 14–18 ปี 1,500 มก./วัน; สำหรับผู้ใหญ่ไม่ว่าอายุหรือเพศใด: 1,500 มก./วัน[ 93 ]
โซเดียมคลอไรด์ ( NaCl ) ประกอบด้วยโซเดียมธาตุ ( Na ) ประมาณ 39.34% ของมวลทั้งหมดซึ่งหมายความว่า โซเดียมคลอไรด์1 กรัม ประกอบด้วยสารประมาณ โซเดียมธาตุ393.4 มิลลิกรัม[ 94 ]ตัวอย่างเช่น ในการหาว่าโซเดียมคลอไรด์มีโซเดียมธาตุ 1500 มิลลิกรัมเท่าใด (ค่า โซเดียม 1500 มิลลิกรัมคือปริมาณที่เพียงพอ (AI) สำหรับผู้ใหญ่) เราสามารถใช้สัดส่วนดังนี้:
- โซเดียม 393.4 มก. : NaCl 1,000 มก. = โซเดียม 1,500 มก. : x มก. NaCl
เมื่อแก้สมการหาค่าxเราจะได้ปริมาณโซเดียมคลอไรด์ที่มี โซเดียมธาตุ 1500 มิลลิกรัม
- x = (1500 มก. Na × 1000 มก. NaCl) / 393.4 มก. Na = 3812.91 มก.
หมายความว่า โซเดียมคลอไรด์ 3812.91 มิลลิกรัมมี โซเดียมธาตุ 1500 มิลลิกรัม[ 94 ]
การบริโภคโซเดียมสูง
การบริโภคโซเดียมในปริมาณสูงไม่ดีต่อสุขภาพ และอาจนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงประสิทธิภาพการทำงานของหัวใจ[ 95 ]การบริโภคโซเดียมในปริมาณสูงยังเกี่ยวข้องกับโรคไตเรื้อรังความดันโลหิตสูง โรคหัวใจและหลอดเลือดและโรคหลอดเลือดสมอง[ 95 ]
ความดันโลหิตสูง
มีความสัมพันธ์ที่ชัดเจนระหว่างการบริโภคโซเดียมที่สูงขึ้นกับความดันโลหิตที่สูงขึ้น[ 96 ]การศึกษาพบว่าการลดการบริโภคโซเดียมลง 2 กรัมต่อวันมีแนวโน้มที่จะลดความดันโลหิตซิสโตลิกลงประมาณ 2 ถึง 4 มิลลิเมตร ปรอท[ 97 ]มีการประมาณการว่าการลดการบริโภคโซเดียมดังกล่าวจะนำไปสู่กรณีความดันโลหิตสูง ที่ลดลง 9–17% [ 97 ]
ความดันโลหิตสูงทำให้มีผู้เสียชีวิตก่อนวัยอันควรทั่วโลก 7.6 ล้านคนต่อปี[ 98 ]เนื่องจากเกลือบริโภคมีโซเดียมประมาณ 39.3% [ 99 ]ส่วนที่เหลือเป็นคลอรีนและสารเคมีอื่นๆ ดังนั้นโซเดียม 2.3 กรัมจึง เท่ากับเกลือ ประมาณ 5.9 กรัม หรือ 5.3 มิลลิลิตร ซึ่งประมาณหนึ่งช้อน ชาของสหรัฐอเมริกา[ 100 ] [ 101 ]
การทบทวนทางวิทยาศาสตร์ครั้งหนึ่งพบว่า ผู้ที่มีหรือไม่มีความดันโลหิตสูงที่ขับโซเดียมออกมาทางปัสสาวะน้อยกว่า 3 กรัมต่อวัน (และดังนั้นจึงรับประทานโซเดียมเข้าไปน้อยกว่า 3 กรัมต่อวัน) มีความเสี่ยงต่อการเสียชีวิต โรคหลอดเลือดสมอง หรือโรคหัวใจวายสูง กว่าผู้ที่ขับโซเดียมออกมา 4 ถึง 5 กรัมต่อวัน [ 102 ]ระดับโซเดียม 7 กรัมต่อวันขึ้นไปในผู้ที่มีความดันโลหิตสูงมีความสัมพันธ์กับอัตราการเสียชีวิตและเหตุการณ์เกี่ยวกับระบบหัวใจและหลอดเลือดที่สูงขึ้น แต่ไม่พบว่าเป็นเช่นนั้นในผู้ที่ไม่มีความดันโลหิตสูง[ 102 ]สำนักงานคณะกรรมการอาหารและยาของสหรัฐอเมริกา (FDA)ระบุว่า ผู้ใหญ่ที่มีความดันโลหิตสูงและภาวะก่อนความดันโลหิตสูงควรลดปริมาณโซเดียมที่รับประทานต่อวันเหลือ 1.5 กรัม[ 101 ]
สรีรวิทยา
ระบบ เรนิน-แอนจิโอเทนซินควบคุมปริมาณของเหลวและความเข้มข้นของโซเดียมในร่างกาย การลดลงของความดันโลหิตและความเข้มข้นของโซเดียมในไตส่งผลให้เกิดการผลิตเรนินซึ่งจะผลิตอัลโดสเตอโรนและแอนจิโอเทนซินซึ่งกระตุ้นการดูดซึมโซเดียมกลับเข้าสู่กระแสเลือด เมื่อความเข้มข้นของโซเดียมเพิ่มขึ้น การผลิตเรนินจะลดลง และความเข้มข้นของโซเดียมจะกลับสู่ระดับปกติ[ 103 ]ไอออนโซเดียม (Na + ) เป็นอิเล็กโทรไลต์ที่สำคัญใน การทำงานของเซลล์ ประสาทและในการควบคุมสมดุลออสโมซิสระหว่างเซลล์และของเหลวภายนอกเซลล์กระบวนการนี้เกิดขึ้นในสัตว์ทุกชนิดโดยNa + /K + -ATPaseซึ่งเป็นตัวขนส่งที่ทำงานอยู่ โดยสูบฉีดไอออนสวนทางกับความชัน และช่องโซเดียม/โพแทสเซียม[ 104 ]ความแตกต่างของความเข้มข้นของไอออนภายนอกและภายในเซลล์ ซึ่งรักษาไว้โดยปั๊มโซเดียม-โพแทสเซียม จะสร้างสัญญาณไฟฟ้าในรูปของศักยภาพการกระทำซึ่งสนับสนุนการหดตัวของกล้ามเนื้อหัวใจและส่งเสริมการสื่อสารระยะไกลระหว่างเซลล์ประสาท[ 9 ]โซเดียมเป็นไอออนโลหะที่พบมากที่สุดในของเหลวนอกเซลล์[ 105 ]
ในมนุษย์ ระดับโซเดียมในเลือดที่ต่ำหรือสูงผิดปกติจะเรียกว่าภาวะโซเดียม ในเลือดต่ำ และภาวะโซเดียมในเลือดสูง ในทางการแพทย์ ภาวะเหล่านี้อาจเกิดจากปัจจัยทางพันธุกรรม อายุ หรือการอาเจียนหรือท้องเสียเป็นเวลานาน[ 106 ]
บทบาททางชีววิทยาในพืช
ในพืช C4โซเดียมเป็นธาตุอาหารรองที่ช่วยในการเผาผลาญ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการสร้างฟอสโฟอีโนลไพรู เวต และการสังเคราะห์คลอโรฟิลล์ [ 107 ] ในพืชชนิดอื่น โซเดียมทำหน้าที่แทนโพแทสเซียมในหลายบทบาท เช่น การรักษาแรงดันเต่ง และช่วยในการ เปิดและปิดปากใบ[ 108 ]โซเดียมส่วนเกินในดินสามารถจำกัดการดูดซึมน้ำโดยการลดศักยภาพของน้ำซึ่งอาจส่งผลให้พืชเหี่ยวเฉา ความเข้มข้นที่มากเกินไปในไซโตพลาสซึมสามารถนำไปสู่การยับยั้งเอนไซม์ ซึ่งจะทำให้เกิดเนื้อตายและคลอโรซิส[ 109 ]
เพื่อตอบสนอง พืชบางชนิดได้พัฒนากลไกเพื่อจำกัดการดูดซึมโซเดียมในราก เก็บสะสมไว้ในแวคิวโอล ของเซลล์ และจำกัดการขนส่งเกลือจากรากไปยังใบ[ 110 ]โซเดียมส่วนเกินอาจถูกเก็บสะสมไว้ในเนื้อเยื่อพืชเก่า ซึ่งช่วยลดความเสียหายต่อการเจริญเติบโตใหม่พืชทนเค็มได้ปรับตัวให้สามารถเจริญเติบโตได้ในสภาพแวดล้อมที่มีโซเดียมสูง[ 110 ]
ความปลอดภัยและข้อควรระวัง
| อันตราย | |
|---|---|
| การติดฉลากGHS : | |
  | |
| อันตราย | |
| H260 , H314 | |
| P223 , P231+P232 , P280 , P305+P351+P338 , P370+P378 , P422 [ 111 ] | |
| มาตรฐาน NFPA 704 ( สัญลักษณ์รูปเพชรกันไฟ) | |
โซเดียมจะก่อตัวเป็นไฮโดรเจนที่ติดไฟได้และโซเดียมไฮด รอกไซด์ที่กัดกร่อน เมื่อสัมผัสกับน้ำ[ 113 ]การกลืนกินและการสัมผัสกับความชื้นบนผิวหนัง ดวงตา หรือเยื่อเมือกอาจทำให้เกิดแผลไหม้รุนแรงได้[ 114 ] [ 115 ]โซเดียมจะระเบิดเองได้เมื่อมีน้ำอยู่เนื่องจากการก่อตัวของไฮโดรเจน (ระเบิดได้สูง) และโซเดียมไฮดรอกไซด์ (ซึ่งละลายในน้ำ ทำให้มีพื้นที่ผิวมากขึ้น) อย่างไรก็ตาม โซเดียมที่สัมผัสกับอากาศและติดไฟหรือถึงจุดติดไฟเอง (มีรายงานว่าเกิดขึ้นเมื่อโซเดียมหลอมเหลวมีอุณหภูมิประมาณ290 °C, 554 °F ) [ 116 ]จะแสดงอาการไฟไหม้ที่ไม่รุนแรงนัก
ในกรณีของชิ้นส่วนโซเดียมขนาดใหญ่ (ที่ไม่หลอมเหลว) ปฏิกิริยากับออกซิเจนจะช้าลงในที่สุดเนื่องจากการก่อตัวของชั้นป้องกัน[ 117 ]เครื่องดับเพลิงที่ใช้น้ำเป็นส่วนประกอบจะเร่งการลุกไหม้ของโซเดียม เครื่องดับเพลิงที่ใช้คาร์บอนไดออกไซด์และโบรโมคลอโรไดฟลูออโรมีเทนไม่ควรใช้กับไฟโซเดียม[ 115 ]ไฟโลหะจัดอยู่ในประเภท Dแต่ไม่ใช่เครื่องดับเพลิงประเภท D ทุกชนิดจะมีประสิทธิภาพเมื่อใช้ดับไฟโซเดียม สารดับเพลิงที่มีประสิทธิภาพสำหรับไฟโซเดียมคือ Met-LX [ 115 ]สารดับเพลิงที่มีประสิทธิภาพอื่นๆ ได้แก่ Lith-X ซึ่งมี ผงก ราไฟต์และสารหน่วงไฟออร์กาโนฟอสเฟต และทรายแห้ง[ 118 ]
ป้องกันการเกิดเพลิงไหม้โซเดียมในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์โดยการแยกโซเดียมออกจากออกซิเจนด้วยท่อรอบ ๆ ที่บรรจุก๊าซเฉื่อย[ 119 ]ป้องกันการเกิดเพลิงไหม้โซเดียมแบบบ่อโดยใช้มาตรการออกแบบที่หลากหลายที่เรียกว่าระบบถาดรองรับ โดยจะรวบรวมโซเดียมที่รั่วไหลลงในถังกู้คืนการรั่วไหลซึ่งแยกออกจากออกซิเจน[ 119 ]
ไฟไหม้โซเดียมเหลวเป็นอันตรายมากกว่าไฟไหม้โซเดียมแข็ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากไม่มีประสบการณ์เพียงพอในการจัดการโซเดียมหลอมเหลวอย่างปลอดภัย ในรายงานทางเทคนิคสำหรับสำนักงานดับเพลิงแห่งสหรัฐอเมริกา[ 114 ] RJ Gordon เขียนไว้ว่า (เน้นข้อความในต้นฉบับ)
โซเดียมหลอมเหลวนั้น อันตราย อย่างยิ่งเพราะมีปฏิกิริยาไวมากกว่าโซเดียมในสถานะของแข็ง ในรูปของเหลว อะตอมของโซเดียมทุกอะตอมจะเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระและพร้อมที่จะรวมตัวกับอะตอมของออกซิเจนหรือสารออกซิไดซ์อื่นๆ ได้ทันที และผลพลอยได้ที่เป็นก๊าซจะเกิดขึ้นในรูปของฟองก๊าซที่ขยายตัวอย่างรวดเร็วภายในมวลหลอมเหลว แม้แต่น้ำเพียงเล็กน้อยก็สามารถทำให้เกิดปฏิกิริยาประเภทนี้ได้ น้ำปริมาณใดๆ ที่ใส่ลงไปในแอ่งโซเดียมหลอมเหลวมีแนวโน้มที่จะทำให้เกิดการระเบิดอย่างรุนแรงภายในมวลของเหลว ปล่อยไฮโดรเจนออกมาในรูปของก๊าซที่ขยายตัวอย่างรวดเร็ว และทำให้โซเดียมหลอมเหลวพุ่งออกมาจากภาชนะ เมื่อโซเดียมหลอมเหลวเกี่ยวข้องกับไฟไหม้ การเผาไหม้จะเกิดขึ้นที่ผิวของเหลว ก๊าซเฉื่อย เช่น ไนโตรเจนหรืออาร์กอน สามารถใช้สร้างชั้นเฉื่อยเหนือแอ่งโซเดียมเหลวที่กำลังลุกไหม้ได้ แต่ต้องใช้ก๊าซอย่างเบามือและจำกัดให้อยู่เหนือผิวน้ำเท่านั้น ยกเว้นโซดาแอช สารดับเพลิงชนิดผงส่วนใหญ่ที่ใช้ดับไฟขนาดเล็กในชิ้นส่วนของแข็งหรือแอ่งน้ำตื้นๆ จะจมลงสู่ก้นของมวลโซเดียมหลอมเหลวที่กำลังลุกไหม้ – โซเดียมจะลอยขึ้นด้านบนและลุกไหม้ต่อไป หากโซเดียมที่กำลังลุกไหม้อยู่ในภาชนะ อาจสามารถดับไฟได้โดยการปิดฝาภาชนะเพื่อป้องกันไม่ให้มีออกซิเจนเข้าไป
ดูเพิ่มเติม
บรรณานุกรม
- กรีนวูด, นอร์แมน เอ็น. ; เอิร์นชอว์, อลัน (1997). เคมีของธาตุ ( ฉบับที่ 2). บัตเตอร์เวิร์ธ-ไฮเนมันน์. doi : 10.1016/C2009-0-30414-6 . ISBN 978-0-08-037941-8.
ลิงก์ภายนอก
- โซเดียมในตารางธาตุในรูปแบบวิดีโอ (มหาวิทยาลัยนอตติงแฮม)
- ที่มาของคำว่า "natrium" – ที่มาของสัญลักษณ์ Na
- ตารางธาตุไม้ ข้อมูลของตารางธาตุเกี่ยวกับโซเดียม
- ข้อมูลไอโซโทปโซเดียมจากโครงการไอโซโทปของห้องปฏิบัติการเบิร์กลีย์