سدیم چیست و نقش آن در بدن

سدیم، یک عنصر فلزی است که در گروه فلزات قلیایی طبقه بندی می شود. این ماده، به شکل فلزی نقره ای رنگ و بسیار نرم در محیط دیده می شود. این عنصر شیمیایی، به عنوان، رایجترین فلز قلیایی و 6 مین عنصر فراوان زمین شناخته شده است، که 2.8% از پوسته را تشکیل داده است. البته دقت داشته باشید که Na، به شدت واکنش پذیر است، از این رو به صورت آزاد در طبیعت یافت نمی شود.

Na، نخستین بار، توسط سر همفری دیوی در سال 1807 به روش الکترولیز هیدروکسید Na ذوب شده (NaOH) کشف شد. Na، به دو شکل اتمی و یونی در طیف ستاره ها یافت می شود. این ماده مهم قلیایی، از موادی مانند نمک معمولی و کلرید سدیم (NaCl) بدست می آید.

خواص و مشخصات _۱۱Na در جدول زیر آورده شده است.

فهرست مطالب

1. خواص
2. ترکیبات سدیم
3. کاربرد
4. سخن آخر
5. سوالات متداول

خواص بیولوژیکی

نمک های سدیم، به ویژه کلرید سدیم، تقریباً در همه جا در مواد بیولوژیکی یافت می شوند. Na مانند پتاسیم یک عنصر ضروری برای زندگی است و این دو عنصر تعادل مشخصی را در ساختار سلول حفظ می کنند. تعادل الکترولیت بین داخل و خارج سلول با “انتقال فعال” یون های پتاسیم به داخل سلول و یون های سدیم به خارج از سلول حفظ می شود. بیشتر اثرات بیولوژیکی نمک های _۱۱Na نتیجه کاتیون (Na+) است که ظاهراً یون مخالف منفی نقش غالبی ندارد.

وجود شوری در خاک اغلب برای رشد گیاه مضر است. یون‌های _۱۱Na جایگزین کلسیم و سایر یون‌ها در مجتمع‌های رسی می‌شوند و خاک رس را به یک توده چسبنده تبدیل می‌کنند. نفوذ آب به شدت کاهش می یابد و پایه خاک به طور قابل توجهی افزایش می یابد.

تحمل ماهی در برابر تغییرات شوری اغلب بسیار قابل توجه است. بسیاری از باکتری ها و دیاتومه های دریایی قادر به تحمل غلظت نمک تا 25 درصد هستند. به نظر می رسد حداقل نیاز به Na برای پستانداران 0.05 درصد از جیره غذایی است که در یک بالغ طبیعی معادل 1 تا 2 گرم نمک در روز است که منجر به میانگین سدیم در بافت های بدن می شود. 0.24 درصد تنوع زیادی از محتوای سدیم در بافت‌های مختلف وجود دارد، خون کامل حاوی تقریباً 0.62 درصد کلرید سدیم است، در حالی که محتوای سدیم پوست کمتر از 0.1 درصد است. بین محتوای نمک و تعادل آب بدن رابطه وجود دارد. مصرف کم نمک باعث از دست دادن آب می شود. مقادیر قابل توجهی سدیم از طریق پوست در اثر تعریق از بین می رود و مقادیر قابل توجهی می تواند از طریق ادرار دفع شود.

تست شعله

رنگ شعله Na و ترکیبات آن، زرد است. فوتون، از انتقال الکترون‌های برانگیخته ۳s سدیم از اوربیتال ۳p به ۳s آزاد می شود. دقت داشته باشید این ماده، تامین کننده، رنگ زرد نور خورشید و ستارگان است.

واکنش با نافلزات

به طور کلی می توان گفت که فلزات قلیایی با گازهای هالوژن وارد واکنش می شوند. با افزایش وزن اتمی هالوژن، درجه واکنش کاهش می یابد. Na، نیز از این موضوع مستثنی نیست. اسیدهای هالوژن مانند اسید هیدروکلریک به شدت با Na واکنش می دهند و هالیدهای سدیم تولید می کنند.

ویژگی های هسته ای

سدیم طبیعی ایزوتوپ پایدار با جرم 23 است. از بین ایزوتوپ های مصنوعی رادیواکتیو، Na-22 (نیمه عمر 2.6 سال، طولانی ترین نیمه عمر ایزوتوپ سدیم) به عنوان ردیاب رادیواکتیو برای Na طبیعی استفاده می شود. Na 24 (نیمه عمر 15 ساعت) به دلیل عمر کوتاهش در استفاده محدود است و با تابش در یک راکتور هسته ای تولید می شود. به دلیل این واکنش، یک راکتور خنک شده با _۱۱Na باید یک حلقه انتقال حرارت دوم داشته باشد تا سدیم رادیواکتیو با محیط تماس پیدا نکند. سایر ایزوتوپ ها نیمه عمر یک دقیقه یا کمتر دارند.

ایزوتوپ

Na²³، از میان 20 ایزوتوپ شناخته شده این ترکیب، پایدارتر است. نیمه عمر برخی از ایزوتوپ های این ترکیب عبارتند از :

ترکیبات سدیم

این عنصر، نقش تجاری فراوانی را در صنعت تولید شیشه، کاغذ، پارچه و صابون ایفا می کند. این ماده، عموما، به شکل یون، به آب و آنیون ها متصل می شود. و به عنوان یک اسید لوئیس سخت شناخته شده است. اصلیترین ترکیبات این فلز شامل موارد زیر می شود.

• $$NaCl$$
• $$NaN{O}_3$$
• $$\mathrm{Na2S2O3\cdot 5H2O}$$
• $$\mathrm{Na2CO3}$$
• $$\mathrm{NaOH}$$
• $$\mathrm{NaHCO3}$$
• $$N{a}_2{B}_4{O}_7\cdot 10H_{2}O$$

کاربرد سدیم

مهم ترین و اصلیترین کاربردهای _۱۱Naشامل موارد زیر می شود.

• تهیه و تولید سیانید سدیم و پراکسید سدیم (در حالت فلزی)
• به عنوان افزودنی بنزین (در تهیه تترا اتیل سرب)
• در شوینده های مصنوعی (در تهیه سدیم آلکیل سولفات)
• به عنوان ماده اولیه در تولید هیدرید سدیم (NaH) و بوروهیدرید سدیم (NaBH4)
• در صنعت رنگ
• در عطر سازی (سنتز عطر)
•  در تصفیه هیدروکربن ها و در پلیمریزاسیون هیدروکربن های اشباع نشده
• به عنوان ماده خنک کننده در راکتورها استفاده می شود.
• صنعت متالوژی (به عنوان یک ماده اکسید کننده و به عنوان یک عامل کاهنده برای تهیه کلسیم، زیرکونیوم، تیتانیوم و سایر فلزات انتقالی به کار گرفته می شود.)
• هیدروکسید این ماده، به عنوان پاک کننده استفاده می شود.
• به عنوان براق کننده در فلزات به کار گرفته می شود.
• در صنعت کاغذ سازی – نفت – نساجی

لامپ بخار سدیم

«لامپ بخار سدیم» (Sodium-vapor Lamp)، نوعی از لامپ های تخلیه در گاز است که در آن از _۱۱Na در حالت برانگیخته جهت تولید نور با طول موج 589 نانومتر استفاده شده است.

نقش سدیم در بدن

مهم ترین و اصلیترین، نقش _۱۱Na در بدن به شرح زیر است.

• افزایش تحمل ما در برابر گرما زدگی
• به عنوان تنظیم کننده آب و اعصاب در بدن
• به بهبود انقباض عضلات کمک می کند.
• در زمان کم یا زیاد بودن آب بدن، از تورم بدن جلوگیری می کند.

سخن آخر

Na، یک فلز قلیایی نرم، سبک وزن و واکنش پذیر است، که به صورت ماده ای سفید رنگ مایل به نقره ای در محیط مشاهده می شود. این ماده، به صورت آزاد در طبیعت دیده نمی شود. Na، سدیم در آب غوطه ور می شود. تجزیه و هیدروژن را آزاد می کند. و در ادامه هیدرواکسید تولید می شود.

سوالات متداول

در این قسمت به پاسخ سوالات شما عزیزان خواهیم پرداخت.