تفاعل الصوديوم مع الماء

منذ ملايين السنين ينبع الصوديوم ويمتص من الصخور والتربة ، وينتهي به المطاف في المحيطات ، حيث يمكن أن يبقى مفعوله من حوالي من 50  إلى 60 سنة في الماء . وتحتوي مياه البحر على 11000 جزء من المليون من الصوديوم. وتحتوي الأنهار على حوالي 9 أجزاء في المليون فقط.

تحتوي مياه الشرب عادة على حوالي 50 مغ / لتر من الصوديوم. هذه القيمة أعلى بشكل واضح مقارنة بالمياه المعدنية.

بأي طريقة يتفاعل الصوديوم مع الماء

يتفاعل الصوديوم الأولي بقوة مع الماء ليتم تكوين محلول عديم اللون يتكون من هيدروكسيد الصوديوم القلوي القوي (غاز الصودا الكاوية) وغاز الهيدروجين. وهذا التفاعل له هو رد فعل طارد للحرارة.

يتم تسخين معدن الصوديوم وقد يشتعل ويحترق بشعلة برتقالية مميزة. ويتفاعل غاز الهيدروجين المنطلق أثناء عملية الاحتراق بقوة مع الأكسجين الموجود في الهواء.

لا يتفاعل عدد كبير من مركبات الصوديوم بقوة مع الماء ، ولكنها قابلة للذوبان بشدة فيها.

ذوبان الصوديوم ومركبات الصوديوم

يتوفر عدد من الأمثلة على ذوبان الصوديوم في الماء. معظم مركبات الصوديوم المعروفة هي كلوريد الصوديوم (NaCl) ، والمعروف باسم ملح المطبخ (الطعام). وللذوبان في الماء بشكل كاف في يتم تسخينها ل 20 درجة مئوية 359 غ / ل و مركب أخر وهو كربونات الصوديوم (Na 2 CO 3 ) وهو أيضا قابل للذوبان في الماء بشكل كاف في 20 درجة مئوية.

ما سبب وجود الصوديوم في الماء

توجد مركبات الصوديوم بشكل طبيعي في الماء. كما ذكرنا سابقا ، حيث ينبع الصوديوم من الصخور والتربة وليس فقط في البحار ولكن أيضا الأنهار والبحيرات تحتوي على كميات كبيرة من الصوديوم.

ومع ذلك ، فإن التركيزات أقل بكثير ، وهذا يتوقف على الظروف الجيولوجية وتلوث مياه الصرف الصحي.

الاستخدامات الشائعة لمركبات الصوديوم

يمكن تطبيق مركب هيدروكسيد الصوديوم لمنع انسداد مواسير الصرف الصحي ، ويتم تطبيق كربونات الصوديوم أيضا في تنقية المياه لتحييد الأحماض. وكربونات هيدروجين الصوديوم هي مكون من مكونات مساحيق الغسيل ، ويتم تطبيقها في صناعات النسيج والجلود وفي إنتاج الصابون والمطهر. وفي المنظفات الصحية ، يوجد أيضا عنصر من مركبات الصوديوم وهو كلوريد الصوديوم.

تخدم مركبات الصوديوم العديد من الأغراض الصناعية المختلفة حيث يتم تطبيقها في علم المعادن ، وكعامل تبريد في المفاعلات النووية. ونترات الصوديوم غالبًا ما تستخدم كأسمدة اصطناعية.

ماذا عن الصناعات الكيميائية

يتم استخدام حوالي 60٪ من الصوديوم في الصناعات الكيميائية ، حيث يتم تحويلها إلى غاز الكلور ، هيدروكسيد الصوديوم أو كربونات الصوديوم ، ويتم استخدام حوالي 20٪ من الصوديوم في الصناعات الغذائية كمادة حافظة أو نكهة. ويتم تطبيق الباقي على سبيل المثال كمحلول ملحي طبي مفيد لحالات الانفلونزا والبرد في فصل الشتاء.

استخدامات أخرى للصوديوم

يمكن استخراج معدن الصوديوم والبريليوم والثوريوم والتيتانيوم والزركونيوم. من أضواء المصباح ، حيث يوجد جزء صغير من الصوديوم غالباً في أضواء النيون ، وذلك يؤدي إلى ترشيد في استخدام الكهرباء. ويتم تطبيق النظائر المشعة لعنصر الصوديوم ( Na ) في البحوث الطبية.

ما هي الآثار البيئية الخطيرة للصوديوم في الماء

يرفع الصوديوم درجة حرارة الماء ، أي أنه خطر عند وجوده فيها. ومع ذلك ، فإن كلوريد الصوديوم ليسله مخاطر بيئية فالصوديوم معدن غذائي للحيوانات ولكن النباتات بالكاد لا تحتوي على أي صوديوم. و يشكل غذائية عالية للأسماك وقد يساهم كلوريد الصوديوم الناقص من المطهرات الصحية في تكوين الهيدروكربون المعالج بالكلور ، وبالتالي قد يشحن مياه الصرف بشكل كبير.

يوجد نظير صوديوم واحد فقط بشكل طبيعي ، أي مستقر وهناك على العكس 13 من نظائر الصوديوم الغير مستقرة ، حيث أنها مشعة بشكل معتدل.

مركبات الصوديوم وجسم الإنسان

الصوديوم موجود في جسم الإنسان بكميات تبلغ حوالي 100 غرام. وهو معدن غذائي ، مسؤول جزئيًا عن وظائف الأعصاب. حيث يحتوي الدم على 3.3 جرام / لتر من الصوديوم. لينظم السوائل الخلوية الإضافية ، ويوازن القاعدة الحمضية لأغشية الدم بمساعدة البوتاسيوم .

يمكن أن يسبب تناول المرء لجرعة زائدة من ملح المطبخ. زيادة ضغط الدم ، وتصلب الشرايين  ، وفرط تنسج ، وارتباك وزيادة خطر العدوى. وعلى العكس قد يؤدي نقص الصوديوم في الدم إلى الجفاف ، التشنج ، شلل العضلات ، انخفاض النمو والخدر العام.

عموما ، يتطلب من البشر تناول حوالي 300 كلغ من كلوريد الصوديوم في اليوم الواحد لضمان مستوى الصوديوم المتوازن. والأشخاص الذين لديهم إسهال أو تأثيرات صحية أخرى تزيد من متطلبات الملح يحتاجون إلى كمية غذائية أعلى من الصوديوم.

يبلغ المعدل الطبيعي لتناول البالغين لملح المطبخ 9 غم في اليوم ، وهو ما يترجم إلى حوالي 4 غرام من الصوديوم. وينصح الخبراء الناس الذين يعانون من أمراض القلب والكلى بنظام غذائي منخفض الصوديوم.

تم إثبات ان محلول الملح المصنوع منزليا من ملح إطعام له تأثير قوي على علاج القيء في الأيام الخوالي. وفي نفس الوقت يمكن للصودا الكاوية أن تؤثر بعمق على الأنسجة.

ما هي تقنيات تنقية المياه التي يمكن تطبيقها لإزالة الصوديوم من الماء

لإزالة كلوريد الصوديوم من الماء ، يمكن تطبيق التناضح العكسي ، الغسيل الكلوي ، تقنيات التقطير أو التبادل الأيوني . والتناضح العكسي هو الأكثر اقتصادية بالنظر إلى متطلبات الطاقة والمال.

يتم تطبيق الصوديوم في تنقية المياه. حيث يمكن أن يعمل كأيونات مضادة للكالسيوم والمغنيسيوم في أجهزة تنقية الماء . ويتم تطبيق الصودا الكاوية والصوديوم لكل الكربونات لتحييد الأحماض. يتم تطبيق مركب ( NaHSO 3 ) الصوديوم كمخفف للمواد الكيميائية المؤكسدة بقوة ، وكبريتيد الصوديوم (Na 2 S) لترسيب المعادن المعقدة.