Sodyum (Na); periyodik tablo 3. periyot 1A grubunda yer alan 11 atom numarasına sahip yumuşak ve kaygan bir metaldir. Doğadaki bileşiklerin içinde (özellikle sofra tuzunda) bol miktarda bulunur. Yüksek reaktifliğe sahiptir, yandığında sarı bir alev oluşur, su ile şiddetli tepkime gösterir ve havada hızlıca oksitlenir bu sebeple vazelin, gazyağı gibi hava ve su ile temasını kesecek bir ortamda saklanması gerekir.

Sodyum Elementinin Özellikleri

Sodyum tabiatta serbest halde bulunmaz ancak bileşikler halinde yer yüzeyinin %3’ünü oluşturur. En önemli ve insan yaşamı için en gerekli bileşiği sodyum klorürdür (NaCl). Sodyum klorür (sofra tuzu) deniz suyununda kütlece %3’ünü oluşturur.

Ayrıca iç denizlerin kuruması ile kaya tuzu halinde yer yüzeyinde ve yer katmanları içerisinde bulunur.  Bir diğer önemli sodyum bileşiği, Şili güherçilesi adı ile bilinen NaNO3’tür. Sodyum, feldspat gibi suda çözünmeyen kompleks silikat bileşiklerinde (eln çok bulunan albit NaAlSi3O8) bulunur. Ayrıca boraks (Na2B4O7.10H2O) ve sodyum karbonat (Na2CO3, NaHCO3.2H2O) cevherleri de önemli sodyum kaynaklarıdır.

  • Yumuşak, yeni kesildiğinde gümüş beyazlığında bir görünümü olan, iyi bir iletken metaldir.
  • Hava ile temasında kendiliğinden  Na2O2 oluşturur, bu sebeple genellikle gaz yağı içerisinde saklanır.
    • 2 Na + O2→ Na2O2
  • Ametallerle şiddetli bir şekilde birleşerek tuz oluşturur. Klor gazı içersinde yandığında sodyum klorür tuzunu meydana gelir.
    • 2 Na + Cl2→ 2 NaCl
  • Su ve asitlerle şiddetle tepkime vererek hidrojen açığa çıkarır böylece sodyum hidroksit ve asidin tuzu oluşur. Tepkimeler ekzotermik olduğu için açığa çıkan ısı hidrojenin tutuşmasına neden olur.
    • 2 Na + 2 H2O → 2 NaOH + H2
    • 2 Na + 2 HCl → 2 NaCl + H2
  • Sodyum, cıvada çözünerek amalgam oluşturur. Bu alaşım aktif bir indirgendir ve sodyumdan daha kullanışlıdır. Çünkü sodyum metali çok aktif olduğundan kullanılması zordur. Sodyum; potasyum, kalay, kurşun ve antimon gibi metallerle de alaşımlar yapar.

Sodyum Nasıl Elde Edilir.

Susuz sodyum hidroksitin elektrolizi

Sodyum elementi ilk defa 1807 yılında Sir Humphrey Davy tarafından, ergimiş NaOH’nin elektroliziyle elde edilmiştir. Elektroliz işlemi, Castner elektroliz cihazında yapılır. Castner cihazda ergimiş sodyum hidroksit elektrolize edilirse ;

  • 4 NaOH → 4 Na++ 4 OH-

Na+katoda gelir, elektron alarak serbest hale geçer,

  • 4 Na+ + 4 e-→ 4 Na

Hidroksit iyonları da anoda gelir, anoda elektronlarını vererek su ve oksijene dönüşür.

  • 4 OH-→ 2 H2O + O2 + 4 e-
Denklemler taraf tarafa toplanırsa;
  • 4 NaOH → 4 Na + 2 H2O + O2

Elektroliz denklemi elde edilir. Elektroliz esnasında katotta sodyum metali, anotta ise oksijen gazı çıkışı olur. Günümüzde bu yöntem pek kullanılmamaktadır.

Ergimiş sodyum klorürün elektrolizi ile

Ergimiş sodyum klorür elektroliz edilerek katottan ergimiş sodyum metali alınır.

  • 2 NaCl → 2 Na + Cl2

En çok kullanılan elektroliz kabı Down tarafından geliştirilmiş olan aygıttır. Sayıları değişen elektroliz kapları birbirine seri olarak bağlanmıştır. Anot grafit,katot demir olup elektroliz kabı ise ısıya dayanıklı çelikten yapılmıştır.

Anotta açığa çıkan klor gazının, katotta biriken sodyum metaliyle tepkimeye girmesini önlemek için, anot ve katot demirden yapılmış bir diyafram ile birbirinden ayrılmıştır. Diyafram, seramikten yapılmış olan klor gazı toplama kulesine kadar uzanır. Sodyum klorür tuzunu ergitmek için sıcaklığın 804°C’ye kadar yükseltilmesi gerekir. Bu sıcaklıkta bir miktar sodyum buharlaşabilir. Bunu önlemek için sodyum klorür tuzunun içerisine bir miktar kalsiyum klorür tuzu katılarak sodyum klorürün ergime sıcaklığı 600 °C’ye düşürülür. NaCl ve CaCl2 karışımı elektroliz kabına doldurulur. Elektrik enerjisinin etkisiyle ergiyen tuz karışımında, anot ve katot tepkimeleri sonunda, anotta klor gazı, katottan ise sodyum metali elde edilir.

Kullanıldığı Yerler

Sodyum, nükleer reaktörlerde meydana gelen aşırı ısı enerjisini buhar tribünlerine ileterek elektrik enerjisi üretilmesinde, sodyum-kurşun alaşımı halinde benzinin oktanını yükseltici olarak kullanılan kurşun tetraetil (C2H5)4Pb, bileşiğinin etilklorürden elde edilmesinde, özellikle şehirlerarası sisli yollarda kullanılan buhar lambalarında bazı metallerin (Zr, Ti gibi) oksit veya klorürlerinden elde edilmesinde, boya, ilaç endüstrisi ve laboratuvarlarda kullanılır.