Sodi

Sodi

El sodi és un element químic de símbol Na (inicials del llatí natrium, i est la seua volta de l'àrap natron, «moixa càustica») en número atómico 11 que va ser descobert en 1807. És un metal alcalino bla, untuoso, de color plateado, molt abundant en la naturalea, trobant-se en la sal marina. És molt reactiu, ardix en flama groga, es oxida en presència d'oxigen i reacciona violentament en el aigua.

El sodi està present en grans cantitats en l'oceà en forma iònica. També és un component de molts minerals i un element essencial per a la vida.

El sodi va ser aïllat per primera volta per Humphry Davy en 1807 per mig de la electrólisis del hidròxit de sodi. Entre molts atres composts de sodi útils, el hidròxit de sodi (moixa càustica) s'utilisa en fabricació de sabó, i el clorur de sodi (sal comuna) és un agent desgel i un nutrient per als animals, inclosos els humans.

El sodi és un element essencial para tots els animals i algunes plantes. Els ions de sodi són el principal catión en el líquit extracelular (LEC) i, com a tal, són el principal contribuent a la pressió osmótica de el LEC i al volum de l'compartimento de el LEC. La pèrdua d'aigua de l'compartimento ECF aumenta la concentració de sodi, una condició denominada hipernatremia. La pèrdua d'aigua i sodi de l'compartimento ECF disminuïx el tamany de dit compartimento, condició denominada hipovolemia de el ECF.

Per mig de la bomba de sodi-potassi, les cèlules humanes vives bombegen tres ions de sodi fòra de la cèlula a canvi de dos ions de potassi bombejats cap a dins; comparant les concentracions de ions a través de la membrana celular, de dins a fòra, el potassi medix aproximadament 40:1, i el sodi, aproximadament 1:10. En les cèlules nervioses, la càrrega elèctrica a través de la membrana celular permet la transmissió de l'impuls nerviós -un potencial d'acció- quan la càrrega es dissipa; el sodi eixercita un paper clau en eixa activitat.

Característiques principals

De la mateixa manera que atres metals alcalinos, el sodi és un metal bla, llauger i de color plateado que no es troba lliure en la naturalea. El sodi sura en l'aigua descomponent-la, desprenent hidrogen i formant un hidròxit. En les condicions apropiades reacciona espontàneament en l'aigua. Normalment no ardix en contacte en l'aire per baix de 40 °C.

Usos del sodi

El sodi metàlic s'ampra en síntesis orgànica com a agent reductor. És ademés component del clorur de sodi necessari per a la vida. Atres usos són:

• En aleacions antifricción (or).
• En la fabricació de desodorantes (en combinació en àcit grassos).
• En la purificació de metals fosos.
• L'aleació Na K, és un material amprat per a la transferència de calor ademés de dessecant per a dissolvents orgànics i com a reductor. A temperatura ambiente és líquida. El sodi també s'ampra com refrigerante.
• Aleado en plom s'ampra en la fabricació d'aditius antidetonantes per a les gasolina.
• S'ampra també en la fabricació de cèlules fotoeléctricas.
• Allumenament per mig de llànties de vapor de sodi.
• Els òxits Na₂O generats per combustió controlada en oxigen s'utilisen per a intercanviar el diòxit de carbono per oxigen i regenerar aixina l'aire en espais tancats (p. eix. en submarins).
• El sodi metàlic també s'ampra en els laboratoris en la dessecació de dissolvents.

Paper biològic

El catión sodi (Na⁺) té un paper fonamental en el metabolisme celular, per eixemple, en la transmissió d'impuls nerviós (per mig del mecanisme de bomba de sodi-potassi). Manté el volum i la osmolaridad. Participa, ademés de l'impuls nerviós, en la contracció muscular, el equilibri àcit-base i l'absorció de nutrients per les membranes.

La concentració plasmática de sodi és en condicions normals de 135−145 mmol/L. L'aument de sodi en la sanc es coneix com hipernatremia i la seua disminució hiponatremia.

Història

El sodi (del italià soda, «moixa») conegut en diversos composts, va ser aïllat en 1807 per Humphry Davy per mig de la electrólisis de la moixa càustica. En la Europa medieval s'amprava com a remei per a la migranya un compost de sodi denominat: sodanum. El símbol del sodi (Na) prové de natrón (o natrium, del grec nítron), nom que rebia antigament el carbonat sòdic.

Abundància

El sodi és relativament abundant en les estrelas, detectant-se la seua presència a través de la llínea D del espectre solar, situada aproximadament en el groc. La corfa terrestre conté aproximadament un 2,6 % de sodi, lo que ho convertix en el sext element més abundant, i el més abundant dels metals alcalinos.

Actualment s'obté per electrólisis de clorur sòdic fos (procés Downs), procediment més econòmic que l'anteriorment usat, la electrólisis de l'hidròxit de sodi (procés Castner-Kellner). És el metal alcalino més barat. Hui en dia es produïx principalment per les companyies Métaux Spéciaux, en Pomblière St Marcel, França, i per Chemours, en Niagara Falls, Estats Units.

El compost més abundant de sodi és el clorur sòdic o sal comuna, encara que també es troba present en diversos minerals com halita i zeolitas, etc.

Composts

Els composts de sodi de major importància industrial són:

• Ix comú (NaCl), el seu us servix per a donar sabor a aliments i es llibera diluït en aigua quan el cos humà ho llibera per la termorregulación del cos.
• Carbonat de sodi (Na₂CO₃).
• Bicarbonato de sodi (NaHCO₃).
• Citrato de sodi
• Hidròxit de sodi (NaOH), més conegut com a moixa o soda càustica, és una base molt forta i corroent usada en productes destinats a la neteja de desaiguadors i al desengrase de forns, aixina com a la fabricació de sabons per la saponificación dels àcit grassos. Quan es dissol en aigua produïx una reacció molt exotèrmica (-42,9 kJ/mol). El seu poder corroent fa de la moixa càustica un compost letal per als teixits vius i els composts orgànics, i inclús pot atacar al vidre en cas que el contacte siga permanent. En presència del diòxit de carbono atmosfèric produïx carbonat de sodi, per lo que les seues solucions són poc estables.
• Nitrat de sodi (NaNO₃).
• Tiosulfato de sodi (Na₂S₂O₃ · 5H₂O).
• Bórax (Na₂B₄O₇ · 10H₂O).
• Yodur de sodi (NaI)
• Eritorbato de sodi (C₆H₇NaO₆), utilisat en carns de tot tipo i begudes no alcohòliques com preservante. Mutágeno per al ser humà i letal per a alguns ecosistemes aquàtics.
• Tripolifosfato de sodi (Na₅P₃O₁₀), component fonamental dels sabons, de detergents i de productes diferents per a dulcificar les aigües dures. Usat també en aliments.

Isòtops

Es coneixen tretze isòtops de sodi. L'únic estable és el Na-23. Ademés existixen dos isòtops radioactivos (Nucleidos cosmogénicos), Na-22 i Na-24, en periodos de semidesintegración de 2,605 anys i aproximadament 15 hores respectivament.

Absorció i excreció de sodi

El sodi s'absorbix en humans, de manera fàcil des de l'intestí prim i d'allí és dut als renyons, en a on s'infiltra i retorna a la sanc per a mantindre els nivells apropiats. La cantitat absorbida és proporcional a la consumida. Al voltant del 90-95 % de la pèrdua normal del sodi és a través de l'orina i el restant en les heces i la suor. Es considera que lo normal de la cantitat de sodi excretada és igual a la cantitat ingerida. La secreció de sodi es manté per un mecanisme que involucra als renyons (taxa de filtració glomerular, sistema renina-angiotensina), el sistema nerviós simpàtic, la circulació de catecolaminas i la pressió sanguínea

Funcions

El catión sodi (Na⁺) té un paper fonamental en el metabolisme celular, per eixemple, en la transmissió del impuls nerviós (per mig del mecanisme de bomba de sodi-potassi). Manté el volum i la osmolaridad. Participa, ademés de l'impuls nerviós, en la contracció muscular, l'equilibri àcit-base i l'absorció de nutrients per les cèlules.

La concentració plasmática de sodi és, en condicions normals, de 135-145 mmol/L. L'aument de sodi en la sanc es coneix com hipernatremia i la seua disminució com hiponatremia. Com el catión (ion positiu) predominant del líquit extracelular dels decorreguts animals i en humans, la cèlula utilisa al sodi com una ferramenta per a la regulació del tamany de dit compartimiento aixina com del volum del plasma. Estos decorreguts, com el plasma sanguíneu i decorreguts extracelulares en atres teixits banyen les cèlules i realisen funcions de transport de nutrients i substàncies de rebuig en l'organisme. Encara que el sistema per a mantindre l'òptim balanç de sal i aigua en el cos és complex, una de les principals maneres que l'organisme manté este balanç és a través d'osmoreceptores ubicats en el hipotàlem, i la seua acció posterior sobre la hipòfisis per a la producció de vasopresina. Quan els nivells de sodi en la sanc aumenten, els receptors de la set (osmoreceptores) estimulen la sensació de sigau. Quan els nivells de sodi en la sanc són baixos, l'excreció de sodi a través de la orina disminuïx.

La pèrdua relativa d'aigua podria causar que les concentracions de sodi apleguen a ser més altes de lo normal, un trastorn cridat hipernatremia, que resulta en una set extraordinària. Contràriament, un excés d'aigua corporal per major ingesta resultarà en menor concentració de sodi en el plasma, conegut com hiponatremia, un trastorn captat per l'hipotàlem a través dels seus osmoreceptores, causant una disminució de la secreció de l'hormona vasopresina de la glándula pituïtària posterior o hipòfisis; açò conduïx a una pèrdua d'aigua a través de l'orina, la qual cosa actua per a restaurar les concentracions de sodi en el plasma fins a nivells normals.

Persones severament deshidratadas, com les rescatades de l'oceà o en situacions de supervivència en deserts, usualment tenen altes concentracions de sodi sanguíneu. Açò deu ser cuidadosadament i llentament retornat a la normalitat, ya que una correcció massa ràpida de la hipernatremia pot resultar en dany cerebral en edema celular, ya que l'aigua es mou ràpidament cap a l'interior de les cèlules en un alt contingut osmolar.

Degut a que el sistema osmoreceptor/hipotàlem, ordinàriament treballa be siga per a causar l'ingesta de líquits o l'eliminació del mateix (orina), per a restaurar les concentracions de sodi a lo normal, este sistema pot ser usat en el tractament mèdic per a regular el contingut del decorregut corporal total, principalment per a controlar el contingut de sodi corporal. Per açò, quan una droga potencialment diurética és suministrada pot causar que els renyons excreten sodi, l'efecte és acompanyat per una excreció d'aigua corporal. Açò succeïx perque el renyó és incapaç de retindre eficientemente aigua mentres excreta grans cantitats de sodi. Adicionalment, despuix de l'excreció de sodi, el sistema osmorreceptor pot captar baixes concentracions de sodi en la sanc i després dirigir les pèrdues urinàries d'aigua per a corregir la hiponatremia.

Ademés d'esta funció important, el sodi juga un important paper en diversos processos fisiològics de l'organisme humà. Les cèlules animals excitables, per eixemple, permeten l'entrada de sodi al seu interior per a causar la despolarización de la membrana celular. Un eixemple d'açò és la senyal de transducción en el sistema nerviós central de l'humà, el qual depén del moviment del sodi a través de la membrana celular en tots els nervis. Algunes neurotoxinas potents, com les batraciotoxinas, incrementen la permeabilidad del sodi en la membrana celular de cèlules nervioses i musculars, causant una massiva i irreversible despolarización de les membranes, la qual cosa du conseqüències potencialment fatals a l'organisme. No obstant, les drogues en efectes més menuts sobre el moviment de sodi en els nervis poden tindre diversos efectes farmacològics com a efectes antidepressius, entre uns atres.

Hipernatremia

Es considera hipernatremia quan la concentració de sodi en plasma o sanc és major a 145 meq/L. Les causes principals, es deuen a una acció insuficient de l'hormona vasopresina o ADH (siga per dèficit de producció en hipòfisis o per falta de resposta renal), a pèrdues excessives d'aigua, i a un balanç positiu de sal. El quadro clínic, depén de la mateixa manera que en la majoria dels trastorns de electrolitos, de la magnitut i la seua forma d'instauració. El síntoma predominant és la set, que pot acompanyar-se de poliuria (aument en el volum d'orina), diarrea i sudoració. La presència de trastorns neurològics, apareixen en valors per damunt de 160 meq/L, que poden caracterisar-se per irritabilitat muscular, alteracions del nivell de consciència, menge i inclús convulsions.

Hiponatremia

Es considera hiponatremia quan la concentració de sodi en plasma és menor a 135 meq/L. Les causes principals inclouen: pèrdues grans de sodi (per us de diuréticos, diuresis osmótica o perduda de soluts a través de l'orina que arrastren aigua i sodi, malalties renals que aumenten la pèrdua de sodi urinari.) aument de l'ingesta o aporte d'aigua a l'organisme, lo que causa aument de l'aigua a nivell extracelular. Entre els síntomes més comuns estan, nàusees, bossades, rampes musculars, alteracions visuals, cefalea, letargia. Convulsions i menge. Es considera que una disminució en la concentració de sodi per baix de 125 meq/L és potencialment fatal per a l'organisme humà.

Sodi en la dieta

La major font de sodi és el clorur de sodi (la sal comuna), del com el sodi constituïx el 40 %. No obstant, tots els aliments contenen sodi en forma natural, sent més predominant la concentració en aliments d'orige animal que vegetal. Aproximadament 3 grams de sodi estan continguts en els aliments que es consumixen diàriament, sense l'adició de clorur de sodi o sal comuna, açò és important considerar-ho en pacients que tinguen una restricció o disminució en l'ingesta de sal diària (pacients nefrópatas, diabètics, hipertensos). El requeriment de sodi és de 500 mg/dia aproximadament. La majoria de les persones consumixen més sodi que el que fisiológicamente necessiten. Per a certes persones en pressió arterial sensible al sodi, esta cantitat extra pot causar efectes negatius sobre la salut.

Precaucions

Fotografia d'una explosió de sodi en contacte en aigua.

En forma metàlica el sodi és explosiu en aigua i en molts atres elements. El metal deu manipular-se sempre cuidadosadament i almagasenar-se en atmòsfera inerte, generalment de argón evitant el contacte en l'aigua i atres substàncies en les que el sodi reacciona, com l'oxigen:

2Na + 2H₂O ----------> 2NaOH + H₂(g)+ Energia

L'explosió del sodi en l'aigua és deguda a la generació d'hidrogen en esta i en la conseqüent energia lliberada per la reacció exergónica es poden produir explosions de l'hidrogen generat. Per lo tant es deu tindre molt conte, treballar en precaució i en els elements necessaris per a protegir-se de les seues reaccions químiques.