Sodium
Sodium
NéonSodiumMagnésium
Li
  Structure cristalline cubique à corps centré

11
Na
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
                                                               
                                   
Na
K
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Informations générales
Nom, symbole, numéro Sodium, Na, 11
Série chimique Métal alcalin
Groupe, période, bloc 1, 3, s
Masse volumique 0,971 g·cm-3 (20 °C)[1]
Dureté 0,5
Couleur Argenté blanc
No CAS 7440-23-5 [2]
No EINECS 231-132-9
Propriétés atomiques
Masse atomique 22,98976928 ± 2×10-8 u[1]
Rayon atomique (calc) 180 pm (190 pm)
Rayon de covalence 1,66 ± 0,09 Å [3]
Rayon de van der Waals 227 pm
Configuration électronique [Ne] 3s1
Électrons par niveau d’énergie 2, 8, 1
État(s) d’oxydation +1
Oxyde Base forte
Structure cristalline Cubique centré
Propriétés physiques
État ordinaire Solide non magnétique
Point de fusion 97,80 °C [1]
Point d’ébullition 883 °C [1]
Énergie de fusion 2,598 kJ·mol-1
Énergie de vaporisation 96,96 kJ·mol-1
Volume molaire 23,78×10-6 m3·mol-1
Pression de vapeur 1,43×10-5 Pa à -39,15 °C[réf. souhaitée]
Vitesse du son 3 200 m·s-1 à 20 °C
Divers
Électronégativité (Pauling) 0,93
Chaleur massique 1 230 J·kg-1·K-1
Conductivité électrique 21×106 S·m-1
Conductivité thermique 141 W·m-1·K-1
Énergies d’ionisation[4]
1re : 5,139076 eV 2e : 47,2864 eV
3e : 71,6200 eV 4e : 98,91 eV
5e : 138,40 eV 6e : 172,18 eV
7e : 208,50 eV 8e : 264,25 eV
9e : 299,864 eV 10e : 1 465,121 eV
11e : 1 648,702 eV
Isotopes les plus stables
iso AN Période MD Ed PD
MeV
22Na {syn.} 2,602 ans ε 0,54 22Ne
23Na 100 % stable avec 12 neutrons
24Na {syn.} 15,03 h β- 1,39 24Mg
Précautions
Directive 67/548/EEC[5]
Corrosif
C
Facilement inflammable
F
Phrases R : 14/15, 34,
Phrases S : 8, 43,
NFPA 704

Symbole NFPA 704

SIMDUT[6]
B6 : Matière réactive inflammableE : Matière corrosive
B6, E,
SGH[7],[5]
SGH02 : InflammableSGH05 : Corrosif
Danger
H260, H314, EUH014, P223, P231, P232, P280, P305, P338, P351, P370, P378, P422,
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Le sodium est un élément chimique, de symbole Na et de numéro atomique 11. C'est un métal mou et argenté, qui appartient aux métaux alcalins. On ne le trouve pas à l'état de corps pur dans la nature, mais il est très abondant sous forme de composés, par exemple dans le sel. Il brûle avec une flamme jaune.

Sommaire

Histoire

Le sodium est depuis longtemps reconnu dans les composés, mais il ne fut pas isolé avant 1807, lorsque Sir Humphry Davy réalisa l'électrolyse de la soude caustique. Pendant le Moyen Âge, un composé du sodium avec le nom latin de sodanum était utilisé pour le traitement des maux de tête. Le symbole du sodium Na vient du nom latin d'un composé du sodium appelé natrium, qui lui-même vient du grec nitron, une sorte de sel naturel (le natron). En allemand comme en néerlandais, sodium se dit Natrium.

Isotopes

Article détaillé : Isotopes du sodium.

Le sodium possède 22 isotopes connus, avec un nombre de masse variant entre 18 et 37. Seul le sodium 23 (23Na) est stable, ce qui fait du sodium un élément monoisotopique. À part 22Na et 24Na, isotopes radioactifs cosmogéniques avec une demi-vie de respectivement 2,605 ans et environ 15 heures, les radioisitopes du sodium ont tous une duré de vie inférieure à une minute, voire une seconde pour la majorité d'entre eux. En pratique, seul 23Na est trouvé dans la nature et le sodium est donc considéré comme un élément mononucléidique.

Caractéristiques notables

Sodium métallique

Comme les autres métaux alcalins, le sodium a un aspect doux, blanc argenté, légèrement rosé. C'est un élément très réactif ; en particulier il s'oxyde lentement à l'air humide et réagit violemment avec l'eau: il libère une grande quantité d'hydrogène et produit une explosion, ce qui force à le conserver dans le pétrole ou sous une atmosphère inerte d'azote ou d'argon. Le sodium est léger, flotte sur l'eau et la décompose en libérant du dihydrogène et en formant de la soude, l'hydroxyde de sodium.

2 Na + 2 H2OH2 + 2 Na+ + 2 OH

La chaleur dégagée par la réaction exothermique de décomposition de l'eau suffit généralement, en présence d'oxygène, à faire détoner l'hydrogène produit.

Sa température de fusion relativement basse, aux alentours de 97,81 °C, le rend facile à manipuler, stocker et transporter (en citernes par exemple, dans lesquelles on le solidifie pour le refondre à l'arrivée), à condition d'être très vigilant à bien le laisser toujours sous atmosphère inerte et à l'abri de l'eau ou de l'humidité, en raison de sa grande réactivité.

Ce métal ne brûle dans l'air qu'à des températures supérieures à 388 K (soit 115 °C).

C'est un excellent conducteur électrique.

Le spectre du sodium possède la particularité de présenter un doublet spectral très brillant dans le jaune. Ces deux raies, localisées à 5890,0 et 5895,9 Ångströms sont généralement notées D1 et D2. Leur interférence est responsable d'un phénomène de battement en intensité.

À mesure que la pression augmente, le sodium devient isolant et prend l’aspect d’un matériau noir, puis celui d’un matériau translucide rouge avant de finalement devenir transparent sous une pression de 200 gigapascal[8].

Utilisations du sodium

Le sodium sous sa forme métallique est utilisé dans la fabrication des esters ainsi que dans celle d'autres composés organiques, utilisés en particulier dans l'industrie pharmaceutique, les cosmétiques, les pesticides, etc.

Il a été longtemps utilisé, sous forme d'alliage avec le plomb, pour la production de plomb tétraéthyle, additif antidétonant pour le carburant automobile.

Autres utilisations du sodium métal :

Le NaK est un alliage de sodium et de potassium, c'est un matériau important pour les transferts thermiques.

Le sodium est utilisé sous forme de vapeur alcaline dans les lampes à vapeur de sodium. Cette vapeur est très réactive : par exemple, à 1 400 °C, elle réagit avec l'alumine en formant de l'aluminate.

Fabrication

Le sodium sous forme métallique est fabriqué par électrolyse du chlorure de sodium fondu. Le chlorure de sodium fondant vers 800 °C, il est nécessaire pour des raisons technologiques de l'utiliser en mélange avec du chlorure de calcium et du chlorure de baryum. Ce mélange permet de travailler à environ 600 °C. Les principaux producteurs de sodium sous forme métallique dans le monde sont :

Il est aussi possible d'obtenir du sodium métallique par électrolyse d'hydroxyde de sodium, NaOH, fondu c'est-à-dire vers 300 °C. Toutefois, comme il est plus difficile de récupérer le métal pur dans ce cas, l'industrie préfère l'électrolyse de NaCl.

Composés du sodium

Les composés chimiques dans lesquels on trouve un ion sodium Na+ sont extrêmement nombreux. Parmi les plus simples on peut citer :

Le chlorure de sodium est indispensable à la vie, par exemple à la transmission de l'influx nerveux, faisant intervenir des échanges intermembranaires d'ions Na+.

On trouve également des composés du sodium :

Impacts environnementaux

Quand il provient du sel, NaCl, massivement utilisé pour le salage des routes (près de la moitié de la consommation mondiale de sel), ou de remontées de sel suit à un drainage ou à des arrosages excessifs, il contribue à la destruction et salinisation des sols et à l'intoxication de nombreuses espèces animales, végétales, fongiques et microbiennes. Il existe néanmoins des bactéries extrêmophiles qui peuvent survivre dans des milieux hypersalés.

Impacts sanitaires

L'ion sodium est l'un des éléments indispensables à l'organisme, mais, lorsque présent en excès (généralement à cause d'un régime trop riche en sel), c'est un facteur d'hypertension et de dégradation de la fonction rénale (au niveau des tubules[9]).

Notes et références

  1. a, b, c et d (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press Inc, 2009, 90e éd., Relié, 2804 p. (ISBN 978-1-420-09084-0) 
  2. Base de données Chemical Abstracts interrogée via SciFinder Web le 15 décembre 2009 (résultats de la recherche)
  3. (en) Beatriz Cordero, Verónica Gómez, Ana E. Platero-Prats, Marc Revés, Jorge Echeverría, Eduard Cremades, Flavia Barragán et Santiago Alvarez, « Covalent radii revisited », dans Dalton Transactions, 2008, p. 2832 - 2838 [lien DOI] 
  4. (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, TF-CRC, 2006, 87e éd. (ISBN 0849304873), p. 10-202 
  5. a et b SIGMA-ALDRICH
  6. « Sodium » dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 25 avril 2009
  7. Numéro index 011-001-00-0 dans le tableau 3.1 de l'annexe VI du règlement CE N° 1272/2008 (16 décembre 2008)
  8. Laurent Sacco, Sous pression, le sodium métallique devient transparent !, futura-sciences, 17 mars 2009.
  9. Soleimani M, Singh G  ; Physiologic and molecular aspects of the Na+/H+ exchangers in health and disease processes.; J Investig Med. 1995 Oct;43(5):419-30 ; PMID:8528753

Voir aussi

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Articles connexes

Liens externes


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