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Connaissez-vous vraiment le sodium, élément que vous ingérez au quotidien

?

Par Clément le 17/04/2018 Ressources > Physique-Chimie > Tout Niveau > Le Tableau Périodique > Le Sodium

Le sodium est un élément chimique qui porte le numéro 11 dans la classification périodique des éléments.

Où se situe le sodium dans le tableau périodique des éléments ? Le tableau périodique des éléments.

Informations générales
SymboleNa
Numéro atomique11
FamilleMétal alcalin
Groupe1
Période3
Blocs
Masse volumique0,968 g.cm-3
Dureté0,5
CouleurArgenté
Propriétés atomiques
Masse atomique22,98 u
Rayon atomique180 pm
Configuration électronique[Ne] 3s1
Électrons par niveau d'énergie2 | 8 | 1
OxydeBase forte
Propriétés physiques
État ordinaireSolide
Point de fusion97,80 °C
Point d'ébullition883 °C

Définitions

  • Numéro atomique : Le numéro atomique d’un atome représente le nombre de protons de ce dernier
  • Famille : L’UICPA (Union internationale de chimie pure et appliquée) a regroupé en 10 familles les éléments chimiques qui présentent des propriétés physiques et chimiques semblables
  • Groupe : Chaque groupe correspond aux éléments chimiques présents dans une même colonne du tableau périodique des éléments
  • Période : Chaque période correspond aux éléments chimiques présents dans une même ligne du tableau périodique des éléments. Ils partagent également le même nombre de couches électroniques. On en compte 7 au maximum
  • Bloc : Les éléments périodiques sont classés par bloc selon leurs propriétés et selon les couches électroniques jusqu’auxquelles elles sont remplies
  • Dureté : La dureté d’un matériau représente la résistance qu’il oppose à la pénétration. On peut la mesurer selon plusieurs méthodes : la méthode par pénétration, la méthode par rayage ou encore la méthode par rebondissement
  • Point de fusion : Le point de fusion correspond à un moment de pression et de température à partir duquel l’élément chimique fond, passant ainsi de l’état solide à l’état liquide
  • Point d’ébullition : Le point d’ébullition correspond à un moment de pression et de température à partir duquel l’élément chimique bout, passant ainsi de l’état liquide à l’état gazeux

Rappel : La classification périodique des éléments, aussi appelée tableau de Mendeleïev, du nom de son créateur. C’est un chimiste russe qui en 1869 créa un tableau dont le but était de regrouper tous les éléments chimiques connus par points communs (groupes et familles par exemple). Il a souvent été ajusté et mis à jour depuis cette époque.

Sa dernière révision date de 2016 par l’UICPA (Union internationale de chimie pure et appliquée), une ONG suisse qui a pour but l’évolution de la physique-chimie. Le tableau périodique compte à ce jour 118 éléments.

L’UICPA, l’Union Internationale de Chimie Pure et Appliquée est une organisation non gouvernementale ayant son siège à Zurich, en Suisse. Créée en 1919, elle s’intéresse au progrès de la chimie, de la chimie physique et de la biochimie. Ses membres sont les différentes sociétés nationales de chimie et elle est membre du Conseil International pour la Science.

L’UICPA est une autorité reconnue dans le développement des règles à adopter pour la nomenclature, les symboles et autres terminologie des éléments chimiques et leurs dérivé via son Comité Interdivisionnel de la Nomenclature et des Symboles. Ce comité fixe la nomenclature de l’UICPA.

Un peu d’histoire autour de l’élément 11

Étymologie

Le nom du sodium provient de de l’anglais, « sodium » également qui dérive de « soda » qui signifie la soude.

Son symbole Na provient quant à lui du natron, un minéral présent dans la nature et contenant du carbonate de sodium. De plus, dans de nombreuses langues telles que le néerlandais ou l’allemand, le sodium s’appelle natrium.

Découverte

Le sodium était utilisé dès l’antiquité sous ses formes composées.
Parfois comme médicament : au Moyen-Âge il servait d’anti-douleur, notamment contre les maux de tête.

Cependant, il ne fut isolé qu’en 1807 par Sir Humphry Davy, par électrolyse de soude caustique.

Sir Humphry Davy

Humphry Davy est un physicien et chimiste anglais qui a vécu entre 1778 et 1829. Il a découvert de nombreuses substances chimiques comme le potassium, le calcium, le sodium, le magnésium et le strontium. On lui doit l’invention de la lampe de sûreté pour mineurs, appelée lampe Davy, ce qui lui valu de se voir décerner le grand prix de l’Institut de France en 1807.

Présence à l’état naturel

Le sodium est présent dans certaines espèces minérales, le natron notamment.

Qu'est-ce que le natron ? Le natron est un minéral contenant du carbonate de sodium décahydraté.

Il est aussi contenu dans la croûte terrestre sous la forme de roches feldspathiques comme l’albite sous forme de sels non solubles et dans le chlorure de l’eau de mer sous la forme de sels solubles.

La fabrication du sodium

Le sodium est obtenu pour sa forme métallique par électrolyse de chlorure de sodium fondu. On peut aussi l’obtenir par électrolyse d’hydroxyde de sodium.

Pour finir, une méthode plus artisanale consiste à faire chauffer un mélange de magnésium et de soude afin d’obtenir du sodium.

Propriétés physiques et chimiques du sodium

Le sodium a la capacité d’être un très bon conducteur électrique mais aussi d’être un fluide caloporteur, ce qui signifie qu’il est capable d’abaisser la température de fusion en dessous de 0 °C.

C’est aussi un élément très réactif. Au contact de l’eau, il libère beaucoup d’hydrogène et produit une explosion. Dans l’air et sous sa forme métallique, il brûle en dégageant une flamme jaune.

Isotopes

Des isotopes sont des atomes qui possèdent le même nombre de protons mais un nombre différent de neutrons

On connait 22 isotopes au sodium, leur nombre de masse variant de 18 à 37.

Le nombre de masse d’un atome est le nombre de nucléons qu’il contient. Il s’agit donc de la somme du nombre de protons et du nombre de protons qui constituent le noyau de l’atome

Le sodium 23 est le seul isotope stable. On dit alors que le sodium est un élément monoisotopique.

Il possède donc 21 isotopes radioactifs. Le radioisotpe avec la plus longue durée de demie-vie est le sodium 24 avec une durée demie-vie de 15 heures tandis que celui avec la plus petite durée de demie-vie est le sodium 19 avec une durée de demie-vie de 40 ns.

Utilisations

Composés à base de sodium

Le sodium est présent dans de nombreux composés. Le plus souvent, ils y sont sous la forme d’ions sodium de formule Na+. En voici quelques uns :

  • La soude, de formule Na+ OH– ;
  • L’eau de Javel ;
  • L’hydroxyde de sodium de formule NaOH ;
  • L’hypochlorite de sodium de formule NaClO ;
  • Le sel de table, chlorure de sodium, de formule NaCl.

Le sodium sous forme métallique

Le sodium est aussi fréquemment utilisé sous sa forme métallique dans de nombreux domaines, allant de l’industrie pharmaceutique en passant par la peinture, l’électronique mais aussi les pesticides et les cosmétiques.

Le sodium dans la peinture

Comment faire de l'indigo ? Le sodium entre dans la composition des pigments de peinture, notamment pour la couleur indigo.

Le sodium entre dans la composition de la teinte indigo en peinture.

Le sodium dans les centrales nucléaires

De par ses caractéristiques de fluide caloporteur, le sodium est utilisé dans les réacteurs nucléaires des centrales. Cependant, il cause des problèmes puisque les feux de sodium sont très difficiles à éteindre.

Le sodium dans nos batteries

Il existe des batteries dans lesquelles on peut trouver du sodium : les batteries au sodium-souffre.

Le sodium pour éclairer

Le sodium entre dans la composition des lampes à décharge à vapeur de sodium.

Le sodium dans nos réservoirs

Auparavant, le sodium était ajouté au plomb afin de fournir un additif qui était présent dans l’essence automobile.

Le sodium sur la route

Le sodium combiné au chlore, de formule NaCl est le sel de salage utilisé pour dégivrer ou déneiger les routes en hiver.

Biologie

Le sodium est un élément que l’on retrouve chez l’Homme et qui est utile à ce dernier. On compte qu’il faut environ 140 mEq.L-1 dans le sang d’un adulte de poids normal et à jeun.

Quels sont les risques d'une alimentation trop riche en sel ? Le sodium est présent dans le sang mais en cas de surcharge, il devient dangereux et peut causer des problèmes cardiaques ou rénaux graves.

Dangers

Le sodium joue un rôle important dans le corps humain. En effet, les ions sodium son utiles mais une trop forte exposition à ces derniers, ce qui est le cas lors de régimes trop riches en sel notamment, le sodium augmente les risques d’hypertension mais peut aussi s’avérer dangereux pour les reins.

Le sodium peut être considéré comme un élément écotoxique.

On dit d’un objet qu’il est écotoxique lorsqu’il est toxique pour l’environnement, c’est-à-dire polluant

En effet, une trop forte présence du sodium dans les sols peut causer une salinisation des sols ce qui les détruit et est nocif pour les animaux terriens et aquatiques mais aussi pour les végétaux. Cela arrive notamment à la suite de l’écoulement du sel de déneigement en hiver.

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