Sodík (Na)

Sodík a voda: reakční mechanismy, vliv na životní prostředí a účinky na zdraví

Po miliardy let se sodík vyplavuje ze skal a půd a končí v oceánech, kde může zůstat i 50 milionů let. Mořská voda obsahuje přibližně 11 000 mg/l sodíku. Řeky obsahují pouze asi 9 mg/l.
Pitná voda obvykle obsahuje okolo 50 mg/l (limit dle normy: 200 mg/l). Tato hodnota bývá vyšší u minerální vody.

Jakým způsobem a v jaké formě reaguje sodík s vodou?

Elementární sodík silně reaguje s vodou podle následujícího reakčního mechanismu:

2Na (s) + 2H20 → 2NaOH (aq) + H2 (g)

Vytvoří se bezbarvý roztok, který se skládá ze silně alkalického hydroxidu sodného a plynného vodíku. Jedná se o exotermní reakci. Kovový sodík se zahřívá a může vzplanout s charakteristickým oranžovým plamenem. Plynný vodík uvolňovaný během procesu hoření reaguje silně s kyslíkem ve vzduchu.
Řada sodných sloučenin nereaguje tak silně s vodou, ale je silně rozpustná ve vodě.

Rozpustnost sodíku a sodných sloučenin

K dispozici je celá řada příkladů rozpustnosti sodíku ve vodě. Nejznámějšími sodnými sloučeninami jsou chlorid sodný (NaCl), jinak známý jako kuchyňská sůl. Při 20°C je rozpustnost 359 g/l, jinými slovy dostatečně rozpustná ve vodě. Rozpustnost je téměř nezávislá na teplotě. Uhličitan sodný (Na2C03) je také dostatečně rozpustný ve vodě. Rozpustnost je 220 g/l při 20°C.

Proč je sodík přítomen ve vodě?

Sloučeniny sodíku přirozeně končí ve vodě. Jak již bylo zmíněno dříve, sodík pochází ze skal a půd. Nejen moře, ale i řeky a jezera obsahují značné množství sodíku. Koncentrace jsou však mnohem nižší v závislosti na geologických podmínkách a znečištění odpadních vod.
Sodné sloučeniny slouží k mnoha různým průmyslovým účelům a mohou také skončit ve vodě z průmyslových odvětví. Používají se v metalurgii a jako chladicí prostředek v jaderných reaktorech. Dusičnan sodný se často používá jako syntetické hnojivo.
Přibližně 60% sodíku se používá v chemickém průmyslu, kde se přeměňuje na plynný chlor, hydroxid sodný nebo uhličitan sodný. Asi 20% sodíku se používá v potravinářském průmyslu jako konzervační činidlo nebo ochucovadlo. Zbytek se aplikuje například jako solný roztok v zimě.
Hydroxid sodný může být aplikován, aby se zabránilo ucpání kanalizačních trubek, a uhličitan sodný se používá při čištění vody k neutralizaci kyselin. Hydrogenuhličitan sodný je složkou podkladového prášku a používá se v textilním a kožedělném průmyslu a ve výrobě mýdla a čisticích prostředků. V sanitárních čistících prostředcích je prvek přítomen jako chloritan sodný.
Pomocí kovového sodíku lze extrahovat berylium, thium, titan a zirkonium. V lampách světelného sloupku malá část sodíku je často přítomná v neonových světlech, aby spotřebovávali méně elektřiny.
Radioaktivní izotop 24Na je aplikován v lékařském výzkumu.

Jaké jsou environmentální účinky sodíku ve vodě?

Sodík je přisuzován třídě vodního ohrožení 2, jinými slovy, představuje riziko, pokud je přítomen ve vodě. Chlorid sodný však nepředstavuje riziko a je přisuzován třídě ohrožení vody 1.
Sodík je důležitý minerál pro zvířata. Rostliny však téměř neobsahují žádný sodík. Hodnota LC50 pro zlaté ryby je 157 mg / l. Chloritan sodný ze sanitárních čisticích prostředků může přispívat k tvorbě chlorovaných uhlovodíků, a proto může silně zanášet odpadní vodu.
Přirozeně se vyskytuje pouze jeden izotop sodný, jmenovitě stabilní 23Na. Existuje 13 nestabilních izotopů sodíku, které jsou mírně radioaktivní.

Jaké jsou zdravotní účinky sodíku ve vodě?

Sodík je v lidském těle přítomen v množství asi 100 g. Je to základní minerál, částečně zodpovědný za nervové funkce. Krevní sérum obsahuje 3,3 g/l sodíku. Reguluje extracelulární tekutiny, acidobazickou rovnováhu a membránový potenciál, částečně spolu s draslíkem.
Sodíkem z kuchyňské soli se však můžete předávkovat. To způsobuje zvýšený krevní tlak, arteriosklerózu, edém, hyperosmolaritu, zmatenost a zvýšené riziko infekce z nadměrného příjmu Na+. Nedostatek sodíku může vést k dehydrataci, křečím, svalové paralýze, snížení růstu a celkové necitlivosti.
Obecně platí, že lidé vyžadují přibližně 300 mg chloridu sodného za den, aby byla zaručena vyvážená hladina sodíku. Lidé, kteří mají průjem nebo jiné zdravotní účinky, které zvyšují požadavky na sůl, potřebují vyšší dietní množství sodíku než obvykle. Příjem kuchyňské soli dospělého člověka je v průměru 9 g denně, což představuje přibližně 4 g sodíku.

Jaké technologie čištění vody lze použít k odstranění sodíku z vody?

Pro odstranění chloridu sodného z vody je možno použít reverzní osmózu, elektro dialýzu, destilační techniky nebo výměnu iontů.