Sodyum (Na); periyodik tabloda 3. periyot 1A (alkali metaller) grubunda bulunur ve atom numarası 11’dir. Yumuşak ve kaygan bir metaldir. Doğal bileşiklerin içinde (özellikle NaCl) bol miktarda bulunur. Yüksek oranda reaktiftir. Sarı bir alevle yanar ve suyla şiddetli reaksiyon verir, havada hızla oksitlenir. Dolayısıyla, vazelin, gazyağı gibi hava ve su ile temasını kesecek inert bir ortamda saklanması gerekir.

Sodyum adı; Yeni Latince, sodium “bir element” sözcüğünden alıntıdır. (İlk kullanımı: 1807 Sir Humphrey Davy, İng. kimyacı.)

Doğada Bulunuşu

Tabiatta serbest hâlde bulunmayan sodyum, bileşikler hâlinde yer yüzeyinin yaklaşık yüzde %3’mü oluşturur. Bolluk bakımından elementler arasında altıncı sıradadır. En önemli bileşikleri sodyum klorürdür. NaCl (sodyum klorür) deniz suyunda kütlece &3 oranında bulunur. İç denizlerin kuruması ile oluşan kaya tuzu hâlinde yer yüzeyinde ve yer katmanları içerisinde bulunur. Diğer önemli sodyum bileşiği, Şili güherçilesi adı ile bilinen NaNO3’tür. Sodyum, feldspat gibi suda çözünmeyen kompleks silikat bileşiklerinde de bulunur. Bunlardan en çok bulunanı albit NaAlSi3O8’dir. Ayrıca boraks (Na2B4O7.10H2O) ve sodyum karbonat (Na2CO3, NaHCO3.2H2O) cevherleri de önemli sodyum kaynaklarıdır.

Elde edilme yöntemleri

Susuz sodyum hidroksitin elektrolizi

ilk defa 1807 yılında Sir Humphrey Davy tarafından, ergimil 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 hâle 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.

Özellikleri

  • Sodyum,yumuşak, yeni kesildiğinde gümüş beyazlığında, elektrik ve ısıyı çok iyi ileten bir metaldir.
  • Havada kendiliğinden yanarak Na2O2 oluşturur. Bu nedenle gaz yağı içerisinde saklanır.
    • 2 Na + O2→ Na2O2
  • 1Ametallerle şiddetli bir şekilde birleşerek tuzlarını yapar. Klor gazı içersinde yanarak sodyum klorür tuzunu oluşturur.
    • 2 Na + Cl2→ 2 NaCl
  • Su ve asitlerle şiddetle tepkime vererek hidrojen açığa çıkarır, 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
  • Bu tepkimeler ekzotermik olup açığa çıkan ısı hidrojenin tutuşmasına neden olabilir.
  • 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.

Kullanıldığı Yerler

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