SODIO

SODIO (fr., ingl. sodium; sp. sodio; ted. Natrium)

Elemento chmico con simbolo Na, peso atomico 22,997, numero atomico 11. È uno degli elementi più diffusi ma, per la sua facile ossidabilità, non lo si trova libero in natura. È invece molto abbondante allo stato di combinazione: sotto forma di cloruro lo si ritrova, sia disciolto nell'acqua del mare e dei laghi salati, sia come minerale (salgemma); allo stato di nitrato costituisce, nel Chile, importanti giacimenti (nitro del Chile). Depositi di carbonato (v. soda), dovuti all'evaporazione di alcuni laghi salati, si trovano specialmente nell'Egitto, nell'Africa Orientale inglese, in Tripolitania, negli Stati Uniti, ecc. Fra gli altri minerali, sono da ricordare la criolite (3NaF • AlF₃), la thenardite (Na₂SO₄), la glauberite (Na₂SO₄ • CaSO₄); anche numerosi silicati naturali, come l'albite, la nefelina, le zeoliti, contengono sodio.

Il metallo fu isolato da Humphry Davy nel 1807 per elettrolisi dell'idrato fuso e, in Germania, gli fu assegnato il nome "natrium" da cui proviene il simbolo: Na.

La primitiva esperienza di Davy ebbe, successivamente, un'applicazione pratica per la preparazione del metallo che, anche oggi, viene, per massima parte, prodotto con questo metodo. Nella figura è schematicamente rappresentato l'apparecchio che serve per l'elettrolisi dell'idrato sodico: questo viene fuso in un recipiente chiuso, cilindrico, mantenuto a una temperatura non superiore a 330° nell'asse di esso trovasi un catodo di ghisa, circondato da una rete metallica che lo separa da un cilindro di nichelio funzionante da anodo. Il metallo, salendo dal catodo, viene a galleggiare alla superficie della soda caustica entro una piccola camera munita di un coperchio e lo si preleva mediante un cucchiaio forato. Le reazioni che si verificano durȧnte l'elettrolisi dell'idrato fuso, sono le seguenti:

Il sodio si libera allo stato elementare al catodo, mentre all'anodo si sviluppa ossigeno:

L'acqua reagisce, poi, su una parte del sodio, formando NaOH e idrogeno che si sviluppa in corrispondenza del catodo:

Anche per elettrolisi di altri sali fusi (cloruro, nitrato, borace) si può preparare il sodio metallico.

Proprietà fisiche e chimiche. - Il sodio cristallizza nel sistema monometrico e presenta un reticolo cubico a corpo centrato; ha un aspetto bianco-argenteo, è molle, tanto che lo si può tagliare col coltello. La sua densità a 0° è 0,9725 (Hagen). Fonde a 97,5°. Bolle a 880°. È buon conduttore dell'elettricità. Reagisce energicamente con l'acqua: 2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂. Lo si conserva sotto il petrolio, perché si altera facilmente all'aria. Scaldato nell'ossigeno brucia dando l'ossido Na₂O e il perossido Na₂O₂; scaldato in ambiente di cloro, s'infiamma; alla temperatura ordinaria l'idrogeno non reagisce col sodio, ma a circa 3000 vi si combina formando un idruro: NaH. Lo zolfo, il selenio ed il tellurio reagiscono violentemente col metallo dando origine a varî composti. Il sodio non reagisce con l'azoto, se non sotto l'azione delle scariche elettriche. Per riscaldamento si combina col fosforo, arsenico, antimonio; col carbonio forma un carburo a 900°-1000°. Non reagisce col silicio e col boro. Si allega con molti metalli e particolarmente col potassio, lo stagno, il piombo e il mercurio. Le amalgame sono, in specie, importanti per il loro potere riducente.

Il sodio è un energico riduttore e sposta la maggior parte dei metalli dai loro ossidi e sali (per es. l'Al ed il Mg dai rispettivi cloruri). Si utilizza per la fabbricazione del perossido (usato in analisi come mezzo ossidante, negli ospedali e nei sottomarini come generatore di ossigeno - specialmente agglomerato con un sale di rame [ossilite] che catalizza la decomposizione del perossido la quale avviene rapidamente anche a freddo a contatto dell'acqua - come prodotto di partenza per la preparazione dell'acqua ossigenata, ecc.) e, a questo scopo, lo si brucia in un eccesso di ossigeno. Serve anche per preparare il cianuro (usato in metallurgia e nella industria dell'argento e dell'oro). Lo si adopera, infine, in alcune sintesi organiche. In laboratorio ha varie applicazioni, ma serve, essenzialmente, come agente riduttore, sia sotto forma di amalgama, sia in presenza di alcool; si sfrutta anche l'azione che esercita sull'acqua per impiegarlo, in fili o in pezzetti, come disidratante di liquidi o di gas. Lo si utilizza anche per preparare idrato sodico puro.

Composti. - Il sodio forma una sola serie di composti in cui funziona da monovalente. Lo ione Na è incoloro.

I principali composti del sodio sono il cloruro di sodio (HCI), il carbonato e l'idrato di sodio (Na₂CO₃ e NaOH), per i quali vedi le voci sale; soda.

Fra gli altri composti del sodio sono da ricordare:

lo ioduro e il bromuro che si trovano in piccola quantità in natura e artificialmente si possono preparare per azione degl'idracidi rispettivi sul carbonato sodico. Si utilizzano in medicina;

il solfato che costituisce il minerale thenardite. Si ha quale prodotto intermedio nella fabbricazione della soda. Lo si può anche ottenere facendo passare sul cloruro sodico riscaldato una miscela di aria, SO₂ e vapor d'acqua (metodo di Hargreaves): 2NaCl + SO₂ + O + H₂O = Na₂SO₄ + 2HCl, o per doppia decomposizione fra MgSO₄ e NaCl a bassa temperatura: MgSO₄ + 2NaCl = MgCl₂ + Na₂SO₄. Il solfato decaidrato cristallizza in larghi prismi monoclini che sfioriscono facilmente all'aria ed è il comune sale di Glauber (dal nome del suo scopritore). Si adopera nelle vetrerie, nella fabbricazione del solfuro, dell'azzurro d'oltremare e della seta artificiale;

il tiosolfato (comunemente e impropriamente chiamato iposolfito) si può preparare in varî modi, ad es. bollendo una soluzione di solfito con zolfo (Na₂SO₃ + S = Na₂S₂O₃) o per doppia decomposizione fra tiosolfato di calcio e solfato sodico. Il sale del commercio è pentaidrato ed è usato nell'industria tessile per eliminare le ultime tracce di cloro dagli oggetti imbiancati, come sbiancante (SO₂), in fotografia come fissatore delle immagini (scioglie i sali di argento). Trova largo impiego nella iodometria. Si decompone per azione degli acidi:

il solfuro Na₂S si può ottenere riducendo il solfato col carbone. Cristallizza con varie molecole d'acqua di cristallizzazione; quello ordinario del commercio ne contiene 9 e si può preparare per cristallizzazione della sua soluzione satura a temperatura ordinaria ottenuta saturando. con H₂S una soluzione concentrata di soda. La soluzione acquosa del solfuro ha reazione fortemente alcalina. Il solfuro serve per la depilazione del cuoio, per la preparazione dei colori allo zolfo, ecc.;

il nitrato (NaNO₃) si trova in natura (nitro del Chile; v. sodanitro) e viene impiegato su vasta scala per la fabbricazione del salnitro, dell'acido nitrico. È un buon concime azotato artificiale;

il nitrito, risultante dalla riduzione del nitrato, si usa nell'industria dei colori di anilina;

tra i fosfati, che si possono ottenere neutralizzando con soda l'acido fosforico, quello più utilizzato è il bisodico (Na₂HPO₄ • 12H₂O).

Importante in chimica analitica è il sale microcosmico o fosfato sodicoammonico (NaNH₄HPO₄ • 4H₂O) che si utilizza per ottenere le cosiddette "perle al sale di fosforo". Le perle al "borace" si preparano, invece, dal tetraborato sodico o borace (Na₂B₄O₇ • 10H₂O). Fondendo la silice con NaOH o Na₂CO₃, si ottiene un prodotto vetroso solubile nell'acqua che va in commercio sotto il nome di "vetro solubile". Si usa come materiale adesivo, per la fabbricazione dei cementi resistenti agli acidi e al calore, per conservare le uova, ecc.

Riconoscimento e dosaggio. - I composti del sodio, anche in traccia, colorano in giallo la fiamma non luminosa della lampada Bunsen. Per via umida il sodio può essere ricercato precipitandolo dalle soluzioni che lo contengono, sotto forma di fluosilicato (Na₂SiF₆) o di piroantimoniato (Na₂H₂Sb₂O₇): i due sali, per quanto meno solubili degli altri composti del sodio, hanno tuttavia una certa solubilità e perciò queste due reazioni di riconoscimento non sono troppo sensibili. Più recentemente si è proposto di precipitarlo allo stato di acetato di sodio-zinco-uranile (NaZn[UO₂]₃[C₂H₃O₂]₉ • 6H₂O) o di sodio-magnesio-uranile.

In genere il sodio si dosa per differenza. Dopo aver eliminato gli altri metalli, si precipitano i cloruri di potassio e di sodio e si pesano insieme. Si separa, quindi, il potassio sotto forma di cloro0platinato o di perclorato; si calcola dalla quantità trovata del primo o del secondo sale la quantità corrispondente di KCl che si sottrae dalla somma dei due cloruri e si ottiene così, per differenza, la quantità di NaCl. Direttamente, si può dosare il sodio precipitandolo e pesandolo allo stato di acetato di sodio-zinco-uranile.

L'uso dei sali di sodio in medicina. - Tra i sali di sodio il più importante è il cloruro che fa parte integrante dell'organismo e si trova nel sangue nella proporzione del 9‰. Introdotto con gli alimenti è eliminato con le urine, nella proporzione di 12-14 gr. nelle 24 ore. Ciò dimostra la tossicità relativamente scarsa di questo sale. Tuttavia iniettato in soluzione ipertonica nel peritoneo del topo e somministrato per bocca a forti dosi produce convulsioni, depressione respiratoria e arresto del cuore. Anche dosi relativamente piccole (10 cmc. di una soluzione al 9‰) possono endovenosamente dare origine a modificazioni della pressione sanguigna. La carenza assoluta di cloruro sodico provoca la morte; una carenza parziale provoca acidosi, iperglicemia e altri disturbi del ricambio. Ai carbonati neutro e acido di sodio e secondariamente al fosfato bisodico è dovuta in principal modo la normale reazione alcalina del sangue e a questi, insieme con il cloruro di sodio, la proprietà di mantenere normale la concentrazione molecolare dei liquidi che bagnano i tessuti.

Dal punto di vista terapeutico il cloruro di sodio, a piccole dosi per via orale, facilita la digestione gastrica; a dosi più elevate è purgante. Assorbito in discreta quantità è lievemente diuretico. Sottraendo acqua ai tessuti agisce come antiputrido e si usa per la conservazione delle carni. È l'antidoto nell'avvelenamento da nitrato d'argento. Serve alla preparazione delle soluzioní fisiologiche, ed è il costituente di importanti acque naturali purgative fra cui quelle di Montecatini.

Il bicarbonato di sodio dato per bocca modera temporaneamente l'acidità eccessiva del succo gastrico e neutralizza nel diabete gli acidi organici che provocano il classico quadro dell'acidosi. È il costituente di molte acque naturali minerali largamente usate come acqua da tavola.

Il solfato, uno dei migliori purganti salini, è pure il costituente di alcune acque naturali purgative di gran fama (Karlsbad, Marienband, Janos, Sila, ecc.); l'idrossido di sodio, ad azione fortemente caustica, serve a preparare il sapone veneto e lo spirito saponato.