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IES “La Granja” (Jerez)    Grupo  4º ESO

 

Sodio: Desde el laboratorio de Davy hasta el núcleo de un reactor nuclear

 

 

 

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  1. Introducción Plata parece... sodio es.
  2. Propiedades
  3. ¿Cómo manipularlo? Reacciones problemáticas y no tan problemáticas...
  4. ¿Para qué se usa el sodio?
  5. El sodio y los seres vivos
  6. Los hay peores (El sodio y el medio ambiente)
  7. Referencias

 

 

 


Introducción. Plata parece... sodio es.

 

Los egipcios en la Antigüedad obtenían el carbonato sódico ( cenizas de soda) de sus lagos de sal . Los griegos tomaron la palabra como νίτρον  (nitron), los romanos la denominaron nitrium, los árabes Natrun, todos ellos compuestos de sodio, en contraste con el metal elemental.

 

La sal de sodio (cloruro de sodio) se obtuvo en las minas o por secado del agua de mar o agua de manantial salino en las salinas. El comercio de la sal fue para muchas ciudades  el origen  de su riqueza, y, a veces incluso de su nombre (Salzgitter, Salzburgo). Del nombre celta de solución salina (Hall) provienen nombres de lugares como Hallstatt, Hallein, Halle (Saale),  y Bad Hall, Bad Reichenhall, Schwäbisch Hall y Hall en Tirol.

 

En la Europa medieval se empleaba como remedio para las jaquecas un compuesto de sodio denominado sodanum.

 

El carbonato de sodio Na2CO3, que se obtenía a partir de las cenizas de las plantas marinas, se confundió durante mucho tiempo con el carbonato de potasio K2COprocedente de las cenizas de las plantas terrestres. En 1.736 el francés Duhamel du Monceau reconoció la diferencia entre ambas sustancias y llamó a la primera álcali vegetal y a la segunda álcali mineral. En Alemania se llamaba natron y kali a los correspondientes hidróxidos de sodio y potasio.

No fue hasta  1807 que el británico Humphry Davy,  mediante electrólisis del hidróxido de sodio fundido (sosa cáustica), para lo cual construyó tres grandes baterías voltaicas como fuente de energía, consiguió aislarlo  Davy señaló que el metal que se formó en el cable donde se coloca en el hidróxido de sodio era un líquido, pero se convirtió en sólido al enfriarse y…

 

 "...parecía tener el brillo de la plata, es muy maleable y es mucho más suave que cualquiera de las  sustancias   metálicas comunes...,  esta   propiedad no disminuye cuando se enfría a 32 ° F (0 ° C)"

También señaló que, cuando se añade  agua, el sodio descompone el agua, liberando hidrógeno. Se preguntó si la nueva sustancia debía ser clasificada como un metal, y señaló que así debería reconocerlo la comunidad científica:

"A pesar de que su densidad es mucho menor que la de los otros metales, se sabe  que entre los metales mismos hay muchas diferencias en este sentido: Por ejemplo, el platino es casi cuatro veces más pesado que el telurio."

El 19 de Noviembre 1807 en la Royal Society de Londres informó de que había dos metales diferentes: Sodio, que sigue siendo el nombre común del metal en los países de habla francesa e inglesa, y  otro metal, al  que llamó potasio.

 

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Humphry Davy descubrió muchos otros elementos y compuestos: óxido nitroso (el gas de la risa),  reconoció  al cloro como elemento y separó el litio mediante electrólisis , obtuvo el boro  pero no lo reconoció como un elemento . También obtuvo magnesio puro, por electrólisis de una mezcla de magnesia y óxido de mercurio (II), y obtuvo calcio mediante electrólisis. Fue el primero en aislar el estroncio mediante electrólisis de la estronciana.

 

Sir Humphry Davy

 

 

 

 

Propiedades 

 

 

 

Propiedades físicas:

 

Es un metal blando (Su dureza es 0,4 en la escala Mohs). Posee un hermoso brillo plateado.

 

 

 

Trozos de na.JPG

 

 

Su   densidad  es  0,97 g/ml, o lo que es lo mismo en el SI, 0,97 kg/dm3

 

Su  punto de fusión se encuentra a 370, 97 K; y su temperatura de ebullición 1156 K. Por ello, a temperatura ambiente se encuentra en estado sólido.

 

El calor específico es la cantidad de energía que hay que transmitir a un elemento para aumentar su temperatura en una unidad (Grados Celsius o Kelvin). El sodio tiene un calor específico de 1230 J/K·Kg.

 

Su conductividad eléctrica (su capacidad para permitir el paso de la electricidad a través de él, influenciado por el número de electrones en su capa de valencia) es de 21 × 106 S/m (Siemens x metro).

 

Su conductividad térmica (su capacidad para transmitir su energía interna a otras sustancias adyacentes) es de 141 W/(K x m).

 

La  entalpía o calor de vaporización es la cantidad de energía necesaria para que un mol de sustancia en equilibrio con su propio vapor, a una presión de una atmósfera, pase de estado líquido al gaseoso. El sodio tiene una entalpía de vaporización de 92,42 kJ/mol

 

La  entalpía o calor de fusión es la cantidad de energía necesaria para hacer que un mol de un elemento que se encuentre en su punto de fusión pase de estado sólido a líquido. En el caso del Sodio es de 2,598 kJ/mol

 

 

 

Propiedades atómicas y químicas:

 

El sodio tiene número atómico  11, es decir, tiene 11 protones en su núcleo y por lo tanto es el elemento número 11 en la tabla periódica.

 

Su masa atómica equivale a 22,9898 g/Mol, lo que significa que cada átomo de sodio tiene de masa 22,9898 umas.

 

La distancia entre el núcleo y el orbital mas externo del átomo se denomina radio atómico. En el caso del Sodio es de 190 pm (Picómetros)

 

El Sodio es un metal alcalino ya que pertenece al primer grupo de la tabla periódica, por ello, su configuración electrónica es 1s2 2s2 2p6 3s1, lo que le confiere  y +1 como estado de oxidación, es decir, necesita perder un electrón para ser estable.

 

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Su electronegatividad, que es la capacidad que posee un átomo de atraer hacia él electrones  es de 0,93 en la escala Pauling.

 

La afinidad electrónica (energía liberada por un átomo gaseoso en su estado fundamental que capta un electrón y se convierte en un ion mononegativo) del sodio es de 52,8 kJ/mol.

 

Si aportamos energía a los átomos de sodio gaseoso y analizamos la radiación emitida obtenemos su  espectro de emisión:

 

 

Na absorción.JPG

 

 

E irradiándolo con luz blanca y analizando las frecuencias absorbidas obtenemos su espectro de absorción: 

 

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En este ensayo a la llama podemos observar la hermosa luz amarillenta que emite nuestro metal.

 

 

 

 

 Además del interés puramente teórico,  el vapor de nuestro elemento tiene múltiples usos en iluminación.

 

 

Lenergía de ionización es la energía necesaria para extraer un electrón de un átomo en su estado fundamental y fase gaseosa, la segunda energía de ionizacion es la necesaria para extraer un segundo electrón y así sucesivamente.

 

En el caso del sodio, la primera energía de ionización es de 495,8 kJ/mol.  Con relación a otros elementos, es poco costoso arrancar el primer electrón a nuestro átomo  de sodio. Sin embargo, el ion Na+ es muy estable, siendo  la segunda energía de ionización de 4562 kJ/mol.

 

Se conocen trece isótopos de sodio, de los cuales solo uno es estable: el Na-23.

 

 

¿Dónde nace? Abundancia

 

El Sodio se crea en las estrellas a través del proceso de fusión de dos átomos de Carbono; esto requiere temperaturas cercanas a 600 Megakelvins, por lo que la estrella productora debe ser al menos del tamaño de tres soles.

 

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                                                                  Explosión de una estrella de tamaño medio

 

 

 

Es muy abundante en la naturaleza, ya que aparece en el 2,6% de la corteza terrestre. Esto lo hace uno de los metales más frecuentes  en la Tierra y el mas abundante de los alcalinos.

 

 

 

Reacciones problemáticas y no tan problemáticas...

 

En este apartado explicaremos la reactividad que tiene el sodio , especialmente con el agua. Por seguridad, recomendamos no intentar ninguna de las reacciones que vais a observar a continuación sin la supervisión de un adulto cualificado.

 

Almacenamiento:

 

El sodio tiene que ser guardado en aceites minerales o líquidos orgánicos (Benzeno, tetracloruro de carbono, gasolinas, etc) porque es un elemento muy reactivo al tener una electronegatividad muy baja, por lo que reacciona muy fácilmente con la humedad del aire y el oxigeno atmosférico (la diferencia de electronegatividades es brutal) formando principalmente óxido de sodio (Na2O)

 

Na en aceite.JPG

 

 

 

¡Sodio al agua!

 

El sodio reacciona violentamente con el agua, en forma metálica es explosivo en ella. Al reaccionar, se forma una disolución incolora formada por sosa cáustica e hidrógeno gas, siendo un proceso fuertemente exotérmico (desprende energía). El metal se calienta, y si no se “refresca” puede arder desprendiendo una llama naranja, e incluso explotar. El gas desprendido (H2)  en presencia de oxígeno, puede arder o causar una deflagración.

 

 

 

¡¡Cuidado con él!

 

Proliferan por la Red vídeos demostrativos de la intensa reacción de los metales alcalinos en el agua. No dudamos de las buenas intenciones de sus autores, pero creemos que, a veces, el espectáculo está por encima de la seguridad. Por ejemplo:

 

 

 

 Mal hecho:

 

  1. Se deja el frasco de sodio abierto, con riesgo de que salpique dentro.
  2. Se manipula  con las manos al descubierto, con el riesgo de quemadura química (la humedad natural de las manos y el sudor es suficiente para iniciar la reacción)
  3. Abre la vitrina sin esperar a que se diluya la nube de … Hidrógeno, que es a su vez explosivo en contacto con una fuente de ignición.

 

 

Prevenidos ante todo esto, nuestro equipo acudió al laboratorio de Química del IES "La Granja" para comprobar la historia de "amor-odio" de nuestro metal con el agua:

 

 

 

 

 

 

La fenolftaleína nos ayudó a comprender el resultado de la reacción ...

 

 

 

 

 

 

Finalmente, Daniel hace una concesión al espectáculo y "obliga" al sodio a reaccionar algo más explosivamente:

 

 

 

 

Reciclaje:

 

Puede ser reciclado de varias formas.  Generalmente, para reciclar hasta 10g de sodio, éste es introducido en un recipiente con agua (siempre tomando las medidas de precaución que requiere hacer esto) y ahí se disuelve.  La reacción con etanol progresa menos exotérmicamente y el proceso es más seguro.  Lo malo de este método tan sencillo es que la reacción libera desechos, de los cuáles luego tenemos que deshacernos.

 

Si hablamos de cantidades industriales, el asunto es más duro, como podéis leer más abajo. Y, en algunos casos, se ha recurrido a soluciones algo drásticas.

 

 

 

Aplicaciones y usos del sodio

  

Nuestro elemento y sus compuestos  poseen aplicaciones basadas en su actividad química,  como por ejemplo la lejía,  y otras en sus notables propiedades físicas. Por ejemplo, es usado como refrigerante.

 

Lejía:  Salvadora de vidas…

 

El hipoclorito de sodio (NaClO) es un compuesto químico al que conocemos como “lejía” o “cloro”, y  tiene un carácter  fuertemente oxidante. Es una solución clara de ligero color amarillento, inestable y de  olor característico.

 

Fue preparada por primera vez sobre 1785. Era  usada al principio para blanquear algodón, y debido a sus características su uso se extendió con facilidad. Pronto se reconoció su utilidad desinfectante para el agua y encontró aplicaciones en Medicina, siendo un paso importante en la lucha de los médicos contra las infecciones en cirugía.

 

Una de las formas de producir hipoclorito de sodio es mediante la adición de cloro gas (Cl2) a la sosa cáustica (NaOH)

 

¿Cómo desinfecta? Mediante la adición de hipoclorito de sodio en el agua se genera ácido hipocloroso (HClO):

 


El hipocloroso, al disociarse es efectivo contra las bacterias, virus y hongos. Desinfecta de la misma manera que lo hace el cloro.

 

 

 

Lámpara de sodio:

 

Características : El foco de vapor de sodio está compuesto de un tubo de descarga de cerámica translúcida, para soportar la alta corrosión del sodio y las altas temperaturas que se generan; en los extremos tiene dos electrodos que suministran la tensión eléctrica necesaria para que el vapor de sodio encienda.

 

Para operar estas lámparas se requiere de un balastro (mantiene estable el flujo de corriente en el sistema)  y uno o dos condensadores para el arranque. Para su encendido requiere  9-10 minutos y para el reencendido  4-5 minutos.

 

El tiempo de vida de estas lámparas es muy largo ya que ronda las 24000 horas.

 

lamparasodio1

 

Usos: El hecho de tener una luz monocromática hace que sus aplicaciones se vean reducidas. Se usa preferentemente en alumbrado vial: rutas, autopistas, muelles, depósitos, etc., también se utiliza con fines decorativos. Es muy práctica para el crecimiento de plantas, utilizado frecuentemente para el cultivo interior de cáñamo.

 

Puedes conocer en detalle más características técnicas aquí

 

 

Sodio en turbinas de aviones:

 

Aviones.JPG

 

 

El sodio se usa para aumentar la duración de las válvulas de escape de los motores de aviación por su gran conductividad térmica.

 

Las válvulas de escape de aviación  tienen un trabajo duro.  La cabeza de la válvula, con sus superficies de sellado, impacta sobre el asiento de válvula hasta 70 veces por segundo. Las fuerzas generadas por los muelles de las válvulas y la presión de la combustión suponen un gran esfuerzo para este componente. Especialmente la válvula de escape se calienta fuertemente por los gases de escape de hasta 800 grados de temperatura. En el corto intervalo de tiempo en que entran en contacto las superficies debe transportarse tanto calor como sea posible a través del asiento de válvula hasta la cabeza de cilindro. Pero las válvulas no sólo tienen que hacer frente al calor de los gases de escape, sino también a sus componentes químicos agresivos, que pueden provocar acumulaciones y corrosión.

 

Valvulasodio


Un desarrollo específico para motores con carga térmica extrema son las válvulas huecas rellenas de sodio: aquí la válvula es provista, por el lado del disco, de una profunda oquedad que llega hasta el vástago de válvula. La oquedad se rellena en unos 2/3 con sodio y se cierra. En el funcionamiento del motor el sodio se hace líquido convirtiéndose en un excelente transmisor de calor: mediante los movimientos de arriba a abajo, el sodio líquido transporta el calor desde la cabeza de válvula hasta el vástago de válvula, donde se disipa por las guías a la cabeza del cilindro y al circuito de refrigeración.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Refrigeración en las centrales nucleares:

 

¡¡Aquí el sodio realiza un trabajo refrigerante aún más extremo!!

 

El reactor reproductor rápido (FBR) es un reactor de neutrones rápidos fabricado para producir combustible obteniendo más material fisible del que consume. Es uno de los tipos de reactores reproductores.

 

Las plantas FBR son refrigerados por sodio líquido, y tienen uno de estos dos diseños:

 

§ Loop :el refrigerante primario circula por los intercambiadores de calor primario externos al tanque del reactor debido a la presencia de sodio-24 radiactivo en el refrigerante primario.

 

§ Pool : los intercambiadores de calor primario y circuladores están inmersos en el tanque del reactor.

 

Se han construido prototipos de FBR, refrigerados por otros metales líquidos como  mercurio, plomo y NaK (sodio aleado con potasio), y por helio.

 

Reactor FBR.JPG

Esquema de reactor FBR refrigerado por NaK

 

 

Como veis, nuestro metal está en permanente contacto con el núcleo del reactor, pero ¿Qué ocurre cuando acaba el ciclo de vida de un FBR? ¿Cómo reciclar el peligroso elemento? Más abajo sabremos algo sobre este asunto.

 

 

 

Sodio en patatas fritas:

 

 ¡¡Un compuesto químico de sodio es el que da sabor a las patatas fritas!!.

 

Hablamos del acetato sódico, (C2H3NaO2)Se suele añadir a los alimentos como conservante y en este caso se etiqueta como E262.

En las patatas fritas hay 500 miligramos de sodio (casi tanto como 1/4 de cucharadita de sal) .Existen versiones bajas en sodio sobre cada uno de estos aperitivos y en algunos casos son bastante sabrosos.

 

No es recomendable comer patatas fritas con sodio y grasa si es diario su consumo. Hay muchas patatas fritas que no tienen sodio ni grasa.

 

El acetato también se utiliza en las bolsas térmicas autoactivables ("hielo caliente”)

 

 

¿Hielo caliente?

 

El acetato de sodio o hielo caliente es un compuesto  maravilloso que se puede preparar en tu casa con bicarbonato de sodio y vinagre. Enfrías una solución de acetato de sodio debajo de su punto de derretimiento hasta que el líquido se cristalice. La cristalización es un proceso exotérmico. La solidificación sucede tan rápido que puedes formar esculturas al momento de servir el hielo caliente.

 

  1. Materiales
  •   1 litro de vinagre claro (ácido acético débil)
  •   4 cucharadas de bicarbonato de sodio
  1. Preparación

En una sartén sirve el bicarbonato de sodio y el vinagre, poco a poco, mezclando cada vez que sirvas los ingredientes. El bicarbonato de sodio y el vinagre reaccionan para formar un acetato de sodio y un gas de dióxido de carbono. Si no mezclas estos ingredientes lentamente, lo que obtendrás será un volcán de bicarbonato de sodio y vinagre, que se puede derramar. Lo que estás haciendo es un acetato de sodio, pero está demasiado diluido para ser útil, por lo que tienes que quitar la mayor parte del agua de la mezcla.

 

Hierve la solución para concentrar el acetato de sodio. Mantén la solución en el fuego hasta que se forme una capa delgada de cristal, o se forme una película en la superficie. Este proceso toma aproximadamente una hora a fuego medio. Si notas una decoloración, está bien.


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Una vez que hayas quitado la solución del fuego, cúbrela de inmediato para detener el proceso de evaporación. Puedes pasar la solución a otro contenedor y cubrirla con plástico. La solución no debe tener ningún cristal. Si hay algunos cristales, mezcla un poco de agua o vinagre con la solución, lo suficiente para disolver los cristales.

 

Ahora pon la mezcla en el refrigerador para que se enfríe. Después verás cómo se cristaliza con sólo tocar la superficie. También puedes servir la mezcla y hacer esculturas.

 

 

 

El acetato no para:

 

Tiene muchísimas otras utilidades en la industria química.

 

Es utilizado en la industria textil para neutralizar las corrientes residuales de ácido sulfúrico, y como fotorresistente cuando se usan colorantes de anilina.

 

También se usa como agente de encurtido en el curtido con cromo, ayuda a retardar la vulcanización del cloropreno en la producción sintética de caucho.

 

…y en la bioquímica:

 

Como base conjugada de un ácido débil, una disolución de acetato de sodio y ácido acético puede actuar como disolución tampón para mantener relativamente constante el pH.

 

 

 

Puede salvarte la vida... el sodio ayuda a inflar el AirBag:

 

 

El sistema de inflado de airbag utiliza una reacción de nitrato de potasio (KNO3) con azida de sodio (NaN3) para producir gas de nitrógeno (N2). Este nitrógeno infla el airbag hasta darle la forma que todos conocemos.


La azida sódica es un polvo cristalino, blanco y no tiene olor. También es muy tóxico.

La bolsa del airbag tiene azida sódica dentro de ella. Cuando se produce un impacto se activa un sensor que genera una chispa. El mecanismo está constituido por una bolita metálica que, a consecuencia del choque, genera dicha chispa, que enciende una mezcla de boro y nitrato sódico, cuyo calor de reacción es el que produce la descomposición térmica del NaN3, que está deseando volver a su forma más estable, que es el nitrógeno en forma de gas.

 

 

Este gas hincha la bolsa.

 

El tiempo que transcurre desde el impacto hasta que se infla la bolsa es cortísimo, aproximadamente 25 milisegundos. Al instante, el gas que ha rellenado el airbag se va escapando por los agujeros minúsculos que hay en la bolsa. De esta forma, el conductor accidentado puede moverse si se encuentra en condiciones de hacerlo. Aquí tenéis un interesante vídeo.

 

 

 

¡¡¡Esperamos que nunca tengas que ver inflarse el airbag delante de ti!!!


 

 

Miles compuestos (y aleaciones) de sodio, miles de aplicaciones:

 

 

Aleado con plomo el sodio se emplea en la fabricación de aditivos detonantes para las gasolinas.

 

Con oro, nos proporciona. aleaciones antifricción.

 

Colabora en  la purificación de metales fundidos.

 

El fluoruro de sodio se usa como antiséptico , como veneno para rata y ratones, y en cerámicas.

 

El nitrato de sodio se usa como fertilizante.

 

Interviene en  la fabricación de desodorantes (en combinación con ácidos grasos).

 

Los óxidos Na2O generados por combustión controlada con oxígeno se utilizan para intercambiar el dióxido decarbono por oxígeno y regenerar así el aire en espacios cerrados (p. ej. en submarinos) En la misión Apolo XIII se estropearon los intercambiadores y la tripulación lo pasó muy mal.

 

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¿Quién no recuerda, en la peli, a Tom Hanks intentando repararlos?

 

 

 

El sodio en los seres vivos

 

El sodio (O, para ser exactos, el ion Na+ entra y sale constantemente de los seres vivos. El principal vehículo es la sal común (NaCl)

 

Las plantas necesitan una cantidad de sal que toman por las raíces Pero si  la  cantidad de sal es excesiva es imposible que puedan desarrollarse. Los animales necesitan más cantidad de sal que las plantas, los carnívoros obtienen la sal que necesitan a través de los tejidos de otros animales, sin embargo los herbívoros buscan la sal en la superficie.

 

La sal es muy importante en nuestro cuerpo ya que ayuda a la digestión y destruye a las bacterias que posiblemente hayamos ingerido. La sal puede hacer  que las células se queden sin agua o que lleguen a estallar.

 

Perdemos sal a través de la orina y del sudor. El exceso de sal en el organismo es perjudicial para la salud ya que necesitamos mas agua para expulsarla,  además el exceso de sal hace que la sangre se haga más densa.

 

Para aclararlo, miremos este vídeo...

 

 

 

 

Sodio en el cuerpo ¿Por qué no explota dentro de mí?

 

Por supuesto, el ion sodio (Na+),  tan esencial para nuestro organismo,  ha perdido toda la “agresividad” del metal puro. Tiene un papel importante en nuestro cuerpo pues participa en la transmisión del impulso nervioso mediante la bomba sodio-potasio, forma parte del metabolismo celular, de la contracción muscular y ayuda a regular el volumen de la sangre y la cantidad de agua que hay en el cuerpo.

 

El sodio se absorbe en humanos, de manera fácil desde el intestino delgado y de allí es llevado a los riñones, donde se filtra y regresa a la sangre para mantener los niveles apropiados. La cantidad absorbida es proporcional a la consumida. Alrededor del 90 -95% de la pérdida normal del sodio es a través de la orina y el resto en las heces y el sudor. Se considera que lo normal de la cantidad de sodio excretada es igual a la cantidad ingerida. La secreción de sodio se mantiene por un mecanismo que involucra los riñones, el sistema nervioso simpático, la circulación de catecolaminas y la presión sanguínea.

 

Alteración de los niveles de sodio en el cuerpo.

 

La concentración de sodio en el plasma es entre 135 y 145 meq/L (miliequivalentes por litro)  en el momento en que varíen esos niveles se produce la hipernatremia (aumento de la concentración de sodio) o hiponatremia (disminución de la concentración de sodio)

 

Cuando la cantidad de sodio en la sangre tiene un nivel más alto aumenta la sensación de sed con lo que es necesario tomar agua para disminuir la concentración mientras que si la concentración de sodio en la sangre es baja no hay sensación de sed y no se producirá expulsión del sodio por la orina, pero sí de agua, para volver a equilibrar los niveles de sodio.

 

Cuando una persona severamente deshidratada (un náufrago o alguien que ha estado en un desierto) esa persona tiene unos niveles muy altos de sodio en la sangre por lo que es necesario ir equilibrando los niveles de manera lenta y gradual pues podría acabar causando algún daño cerebral puesto que el agua entra muy rápido en las células.

 

El hipotálamo (sistema osmoreceptor) es el encargado de equilibrar los niveles de sodio y agua en la sangre y los riñones, expulsando las cantidades necesarias de agua o sodio del cuerpo.

 

Hipernatremia

 

Se produce cuando hay una concentración de más de 145 meq/L en la sangre, aunque ciertamente se le puede conocer como deshidratación porque puede estar producido por una poca cantidad de agua ''libre''.

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La hipernatremia comienza cuando expulsas mas agua de la que consumes, ya sea por la respiración, la transpiración, las heces o la orina. También puede suceder por una gran ingesta de sal, por ejemplo bebiendo agua de mar (Naufragios). En este caso la hipernatremia avanzaría así: al tener sed bebes, pero si bebes agua con una cantidad considerable de sal tu cantidad de sodio aumentará y eso hará que sientas más sed porque la sal se queda concentrada en tu cuerpo y además éste irá expulsando poco a poco el agua para equilibrar las cantidades de agua y sodio.

 

La hipernatremia se puede presentar en forma de letargo, debilidad, irritabilidad muscular,

edemas, etc. y si hay una concentración muy alta puede llegar a provocar convulsiones e incluso el coma.

 

Como está mencionado antes la hipernatremia no hay que tratarla de manera rápida porque si se produce una corrección muy rápida puede producir un edema cerebral (acumulación de líquidos)

 

En esta página podéis encontrar más información sobre este tema.

 

Hiponatremia

 

Se considera hiponatremia cuando la concentración de sodio en plasma es menor a 135 meq/L.

 

Los grupos de mayor riesgo son las mujeres, los ancianos y las personas hospitalizadas. Se puede producir por: exceso consumo de agua, varios tipos de insuficiencia (cardíaca, renal, hepática), vómitos, diarrea, consumo de drogas, uso de diuréticos o hipotiroidismo.

 

La hiponatremia se presenta en forma de náuseas, vómitos, calambres musculares, alteraciones visuales, cefalea, letargos. Y como en la hipernatremia en los peores casos convulsiones e incluso coma.

 

Si la concentración de sodio es menor de 125 meq/L se considera potencialmente fatal para el organismo humano.

 

Al igual que en el texto anterior,  se puede encontrar más información aquí:

 

Bomba sodio-potasio

 

La bomba sodio-potasio es una proteína de la membrana celular cuya función es el transporte de los iones inorgánicos potasio y sodio entre el medio extracelular y el citoplasma.

 

Para este proceso es muy importante una molécula  llama ATP (adenosín trifosfato),  que es una especie de moneda de cambio celular y que está prácticamente presente en todas las funciones de las células.

 

La bomba actúa de la siguiente manera:

 

  • Se produce la unión de tres  iones de Na en la proteína transportadora.
  • Se produce una fosforilación de un grupo fosfato (PO43-) y con esto se libera adenosín difosfato (ADP)
  • El cambio de conformación hace que el Na+ sea liberado al exterior.
  • Una vez liberado el Na+, se unen dos moléculas de K+ a sus respectivos sitios de unión de la cara extracelular de la proteína.
  • El grupo fosfato se libera de la proteína por lo que los dos iones de K entran en la célula.
  • El proceso comienza de nuevo.

 

Para poder ilustrar lo que arriba hemos descrito aquí dejamos un vídeo para que se pueda ver con más claridad (inglés subtitulado, clica "CC" en la parte de abajo del reproductor")

 

 

 

 

Adicción al sodio (sal de mesa)

 

A medida que van pasando los años los humanos vamos consumiendo cada vez más sal de manera inconsciente, y no solo a través la sal de mesa; sino muchos alimentos procesados vienen ya con una considerable cantidad de sodio.

 

 

Frutosecosbis.JPG

 

Y esto nos está haciendo más difícil mantener el nivel de sodio correcto en el cuerpo, si hay más cantidad de sodio esto hace que aumente el volumen sanguíneo, haciendo que el corazón trabaje más rápido para bombear más sangre de manera continua, y esto a su vez hace más presión en las arterias pudiendo provocar una insuficiencia cardíaca.

 

Cuanto más abusas de la sal más necesitas de ella para condimentar los alimentos, abusamos de la sal sin darnos cuenta, lo que antes podría parecernos salado ahora lo encontramos en su punto justo de sal.

 

Pero según un investigador estadounidense la razón por la que dependemos tanto de la sal es porque es un antidepresivo natural, es decir al tomar sal somos más felices que si no lo hacemos, y ahí podría estar la clave de porque cada vez consumimos más sal. Pero hay que tener cuidado con la sal, porque puede llegar a ser una droga. Este investigador hizo un experimento con ratones en el cual se veía que si tomaban sal eran más felices y realizaban sus actividades, pero si le quitabas la sal, en el cerebro había cambios similares a los de un drogadicto.

 

¿Cómo evitar el consumo excesivo de sal?

 

  • Procura no consumir alimentos enlatados, en conserva o comida rápida.
  • Lee las etiquetas y asegurarse que no superen el 0,25g por ración y evita aquello que supere 1g.
  • Consume con moderación condimentos y salsas como el ketchup, la mostaza, la salsa de soja, pepinillos, aceitunas y aliños de ensalada.
  • Cuando no quede más remedio que comprar alguna comida ya preparada, elige productos etiquetados como “sin sal”, “bajo en sal” o “sin sal añadida”.
  • Enjuaga los alimentos enlatados en agua fría antes de cocinarlos o comerlos.
  • Evita el consumo de carnes ahumadas o curadas, y de frutos secos.
  • Puedes probar los sustitutos de la sal. Algunos tienen el efecto de reducir la presión arterial a la vez que  te aportan nutrientes importantes.

 

 

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Sodio y medio ambiente

 

El ion sodio (Na+) de por sí no es un peligro excesivo para el medio ambiente. Aun así, la salinización de los terrenos va degradando la biodiversidad allí donde este problema no existía. Todos hemos oído hablar de que en la Antigüedad, cuando se destruía una ciudad enemiga, para castigarla se “sembraba con sal” su territorio. ¿Por qué?

 

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Salinización del suelo

 

 

Porque el sodio cuando esta en el suelo se intercambia por otros iones. El calcio y el magnesio son cationes que forman parte de los complejos estructurales que forman el suelo generando una estructura granular apropiada para los cultivos. El exceso de iones de sodio desplaza el calcio (Ca2+) y magnesio (Mg2+) y provoca la dispersión y desagregación del suelo. El suelo se vuelve duro y compacto en condiciones secas y reduce la infiltración de agua y aire a través de los poros que conforman el suelo.

 

Otros problemas de los cultivos causados por un exceso de sodio son la formación de incrustaciones de semillas, malas hierbas, erosión del suelo, escasez de oxigeno y nutrientes disponibles para las plantas.

 

 

Y ahora … ¡¡Pasamos al otro extremo!! ¿Cómo reciclar el peligrosísimo sodio elemental? ¿Y si además, está conminado radiactivamente?


 

 

Hito en la reducción de peligros: El metal líquido se destruye.

 

 

Se han llevado más de 1500 toneladas de metal líquido (Aleación de sodio y potasio, NaK)  radiactivo del reactor rápido prototipo (FBR) y las  han convertido en agua salada.. La descontaminación fue finalizada en 2008 por la compañía británica Dounreay Site Restoration Limited.

 

 

Dounreay.jpg

 

 

Se trataba de limpiar aquel sitio pero conllevaba un gran riesgo hacerlo,  debido al carácter reactivo del metal y a que, tras su trabajo como refrigerante del núcleo del reactor, se había vuelto radiactivo al contaminarse con isótopos de cesio.

 

Ahora lo que van ha hacer es limpiar las toneladas de los últimos residuos dentro de los circuitos del reactor.

 

El tratamiento químico fue llevado a cabo  en la antigua sala de turbinas del reactor prototipo para conseguir limpiarlo lo más rápido posible y permitir que volviera  a funcionar correctamente.

 

Tras gruesas paredes hechas para proteger, de riesgos de radiactividad a sus trabajadores, los metales alcalinos se convirtieron en  sal del común  a través de la mezcla de lotes pequeños con grandes cantidades de hidróxido de sodio acuoso y posterior neutralización  con ácido clorhídrico (HCl)

 

El cesio radiactivo mezclado con el sodio se extrajo al pasar el líquido a través de una columna de intercambio iónico, dejando un agua salada limpia. Posteriormente fue añadida  con seguridad en el mar. De esta forma fueron destruidos un total de 1533 toneladas.

 

La planta fue operada por Nuvia y mantenida por el servicio BNS Nuclear. Si tenéis curiosidad en ampliar detalles sobre esta hazaña tecnológica, podéis hacerlo aquí.

 

 

 

Y para terminar, ¡¡Regreso al pasado!!

 

 

En el vídeo podemos ver cómo los estadounidenses, tras la Guerra Mundial,  intentan deshacerse del sodio de la  manera más rápida y '' efectiva''. De hecho aquí vemos cómo se deshacen de unas cantidades enormes de metal tirándolas al agua. Aunque los residuos  que se forman a partir de una reacción de esa magnitud no son muy peligrosos, la alta cantidad de sal podría haber afectado al ecosistema que se desarrolla en esas aguas.
 
Los americanos siempre fueron aficionados a las explosiones.

 

 

 

 

 

  

 

Referencias, menciones, etc.

 

Una parte importante de la información se ha obtenido (y luego procesado) en la Red, especialmente en páginas genéricas como Wikipedia, o de Química, como Educaplus, QuímicaWeb, Chemicool,  Lenntech, Webelements y  Theodoregray.

 

Youtube ha sido también una fuente importante de material audiovisual y un servicio que nos ha permitido alojar  nuestros vídeos.

 

Sobre las investigaciones que llevaron a Davy a aislar el sodio, muy interesante la info contenida en  Elementymology.

 

Respecto a las distintas aplicaciones de los compuestos de sodio, destaca la info que hemos encontrado en la web www.autoestilo.cl , aunque no parezca muy “científica”, la página de http://www.kidzworldespanol.com/   nos hizo pasar un buen rato leyendo sobre el “hielo caliente”  de acetato sódico. Fue difícil comprender cómo actuaba nuestro metal de refrigerante en mecánica, y una valiosa información la encontramos en la web industrial http://www.mahle.com

 

Con relación  a la influencia en la salud, la web   http://www.fisterra.com  ofrece detallada información sobre los desequilibrios de sodio en nuestro cuerpo y nos informamos bien sobre el funcionamiento de la bomba Na-K en los blogs http://hnncbiol.blogspot.com/ y http://m3accees.blogspot.com. Muy Interesante nos proporción una curiosa hipótesis sobre la actuación de la sal en nuestro cerebro.

 

La web de la empresa británica de descontaminación de residuos Dounreay Restoration Ltd. Nos permitió informarnos sobre las técnicas usadas para reciclar masivamente el metal  radiactivo.

 

Queremos expresar aquí nuestro agradecimiento a Jesús Pichardo y Daniel Rodríguez, alumnos de 2º de Bachillerato del IES “La Granja” (Jerez) por compartir con nosotros su experiencia en la manipulación del sodio e intervenir en alguna de las experiencias que hemos filmado.

 

Y agradecer, muy especialmente, el trabajo, buen hacer y profesionalidad de Moisés Soto y Sofía Sánchez, alumnos de 2º de Realización de Audiovisuales y Espectáculos del IES “La granja” (Jerez). Hacemos extensivo el agradecimiento al Departamento de Imagen y Sonido de nuestro centro por la colaboración prestada.

 

 

Equipo:

 

Ariana Obando Perdomo       Francisco Javier Rosa Vega

 

Javier Prieto Atienza            Soraya Galisteo Rego

 

Laura Gilabert Quiñones          Juan Pedro Rojas Orihuela      Alejandro Corral Ríos



Alumn@s del IES "La Granja" (Jerez), actualmente en 1º de Bachillerato

 

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