Propiedades físicas del sodio
El sodio pertenece al grupo de los metales alcalinos y es un sólido a temperatura y presión normales. Su punto de fusión es aproximadamente 97.8°C y su punto de ebullición está alrededor de 882.9°C. El sodio es un metal ligero con una densidad de aproximadamente 0.97g/cm³, lo que le permite flotar sobre el agua. El sodio puro tiene un aspecto plateado, pero se oxida rápidamente en el aire para formar óxido de sodio en su superficie, lo que le da un aspecto grisáceo. El sodio es un metal blando y puede ser cortado con un cuchillo o aplastado con los dedos. Posee una buena conductividad térmica y eléctrica, y puede ser utilizado como medio de transferencia de calor en plantas de energía nuclear cuando se mezcla con potasio.
Propiedades químicas del sodio
El sodio tiene un total de 11 electrones, y su capa más externa tiene un electrón que es fácilmente tomado por otros elementos. Por lo tanto, el sodio puede reaccionar activamente con sustancias que son fuertemente oxidantes.
Reacción del sodio con oxígeno
A temperatura ambiente, el sodio reacciona con oxígeno para formar una delgada capa de óxido de sodio (Na₂O) en su superficie gradualmente. La superficie metálica brillante se vuelve opaca y grisácea.
4Na(s) + O₂(g) → 2Na₂O(s)
Cuando el sodio quema en una abundante cantidad de oxígeno, produce una llama amarilla brillante y libera una gran cantidad de calor. El producto de esta reacción química es el peróxido de sodio (Na₂O₂).
2Na(s) + O₂(g) → Na₂O₂(s)
Reacción del sodio con cloro
Cuando el sodio reacciona con gas cloro, ocurre una reacción altamente exotérmica y explosiva. El producto es el cloruro de sodio, conocido comúnmente como sal de mesa. Esta es un ejemplo clásico de una reacción redox. El cloro es un elemento altamente electronegativo, y acepta fácilmente un electrón del átomo de sodio durante la reacción.
2Na(s) + Cl₂(g) → 2NaCl(s)
Reacción del sodio con alcohol
Durante esta reacción, el sodio reacciona con el alcohol, desplazando un átomo de hidrógeno de la molécula del alcohol y formando un compuesto alcoxido. Esta reacción no es tan violenta como la reacción entre el sodio y el agua. A diferencia del agua, el sodio es más denso que los alcoholes con menos átomos de carbono, por lo que se hunde en el fondo y libera constantemente hidrógeno.
2R-OH(l) + 2Na(s) → 2R-O-Na(aq) + H₂(g)
R representa un grupo orgánico o un grupo alquilo unido al átomo de oxígeno del alcohol.
Reacción del sodio con agua
En un vaso lleno de agua y fenolftaleína, se introduce un pequeño trozo de sodio. Debido a la menor densidad del sodio en comparación con el agua, flota en la superficie. El sodio reacciona vigorosamente con el agua, liberando una cantidad significativa de calor, y se derrite en una pequeña esfera líquida. Como esta reacción química genera gas hidrógeno, la esfera líquida se mueve erráticamente sobre la superficie del agua y su tamaño disminuye gradualmente hasta que desaparece por completo. La solución de fenolftaleína se vuelve rosa debido al hidróxido de sodio.
2Na(s) + 2H₂O(l) → 2NaOH(aq) + H₂(g)
Dado que el sodio es altamente reactivo tanto con el agua como con el oxígeno, en el laboratorio se sumerge en una botella de vidrio que contiene queroseno para aislarlo del aire y el agua.