سدیم  Na

اطلاعات اولیه

سدیم ، یک عنصر شیمیایی جدول تناوبی است که نماد آن Na و عدد اتمی آن 11 می‌باشد. سدیم ، یک فلز واکنش دهنده نرم و مومی‌شکل است که به گروه فلزات قلیایی که از نظر ترکیبات طبیعی فراوان هستند (خصوصا و هالیدها) تعلق دارد. این عنصر بسیار واکنش دهنده است و با شعله زرد رنگی می‌سوزد. در هوا ، اکسید می‌شود و به‌شدت با آب واکنش می‌دهد. از این رو باید همیشه در زیر نفت یا روغن نگهداری شود.

تاریخچه

مدت زمان زیادی است که سدیم (soda) بصورت ترکیبی شناخته شده است. این عنصر در سال 1807 توسط "Sir Humphry Davy" از طریق عمل الکترولیز هیدروکسید سدیم جدا شد. در اروپای قرون وسطی ، ترکیبی از سدیم با نام لاتین Sodanum برای تسکین سردرد استفاده می‌شد. نماد جدید سدیم Na از لاتین جدید Natrium که در زبان یونانی که نوعی نمک طبیعی است می آید گرفته شده است.

پیدایش

سدیم در ستارگان فراوان است و این فراوانی در خطوط طیفی D در نور ستارگان مشهودتر می‌باشد. سدیم حدودا 2.6% از پوسته زمین را به خود اختصاص داده است که چهارمین عنصر از نظر فراوانی در پوسته زمین و فروانترین فلز قلیایی می‌باشد. این عنصر هم‌اکنون به‌صورت اقتصادی از عمل الکترولیز کلرید سدیم تولید می‌شود. این روش ارزان‌تر از روش الکترولیز هیدرواکسید سدیم است. قیمت هر پوند سدیم فلزی حدودا 15 تا 20 سنت (در سال 1997) می‌باشد. ولی هر پوند سدیم ACS آزمایشگاهی ، حدودا 35 دلار قیمت دارد که از نظر حجمی ارزان‌ترین فلز است.

خصوصیات قابل توجه

سدیم مانند دیگر فلزات قلیایی ، نرم ، سبک وزن ، سفید مایل به نقره‌ای و واکنش دهنده است و از این جهت هرگز به‌صورت آزاد در طبیعت یافت نمی‌شود. سدیم در آب غوطه‌ور شده ، آن را تجزیه کرده ، هیدروژن آزاد می‌کند و هیدرواکسید می‌سازد. سدیم در آب فورا آتش می‌گیرد، ولی در هوای معمولی در دمای زیر 388 کلوین آتش نمی‌گیرد.

کاربردها

• سدیم در حالت فلزی ، عنصر لازم برای ساختن استر ها و ترکیبات آلی می‌باشد.
• این عنصر قلیایی بوجود آورنده کلرید سدیم NaCl است که برای زندگی حیاتی است نیز می‌باشد.
• استفاده در برخی از آلیاژها برای بهبودی ساختارشان
• استفاده در ساخت صابون و ترکیبش با اسیدهای چرب
• NaK ، آلیاژسدیم و پتاسیم ، یک ماده مهم منتقل کننده حرارت است.

ترکیبات

نمک طعام یا کلرید سدیم ، معمول‌ترین ترکیب سدیم است. اما سدیم در کانی‌های بسیار دیگری از قبیل آمفیبول ، کریولیت ، هالیت ، soda niter ، زئولیت و ... بوجود می‌آید. ترکیبات سدیم برای صنایع شمیایی شیشه‌سازی فلزی ساخت کاغذ صنعت نفت ، ساخت صابون و نساجی کاربرد دارد. صابون معمولا یک نمک سدیم از اسیدهای چرب است.

ترکیبات سدیم که برای صنایع گوناگون بسیار مهمند، عبارتند از: (NaCl , soda ash (Na₂CO₃) , baking soda NaHCO₃) , caustic soda (NaOH) , Chile saltpeter (NaNO₃), di- and tri-sodium phosphates , sodium thiosulfate (hypo , Na₂S₂O₃ * 5H₂O) , and borax (Na₂B₄O₇ * 10H₂O).

ایزوتوپها

برای این عنصر 13 ایزوتوپ شناسایی شده است که تنها ایزوتوپ پایدار آن Na-23 می‌باشد. سدیم همچنین دو ایزوتوپ رادیو اکتیو نیز دارد که عبارتند از: Na22 با نیم عمر 2.605 سال و Na24 با نیمه عمر 15 ساعت.

هشدارها

سدیم در حالت پودر در آب خاصیت انفجاری خواهد داشت و با عناصر دیگر به‌راحتی تجزیه و ترکیب می‌شود. همیشه باید با ان عنصر با مراقبت کامل کار کرد.

«تار عنکبوت» فقط از یک نوع ماده تشکیل نشده است. گونه‌های مختلف «عنکبوت» انواع مختلفی از «تار» را تولید می کنند. بعضی از گونه‌ها هفت نوع «غده»‌ی مختلف دارند که هرکدام از این غده‌ها یک نوع تار متفاوت تولید می‌کند. هر نوع «تار» کار خاصی را انجام می‌دهد.

 (مانند: قدرت، سختی و کشسانی) متفاوتی دارند ولی تمام آن‌ها نسبت به سایر مواد طبیعی و مصنوعی بسیار قوی هستند.

یک «تار عنکبوت» بسیار قوی‌تر از یک قطعه «فولاد» هم‌وزنش است. «قطر» یک تار عنکبوت یک دهم قطر «موی انسان» است.
«تار عنکبوت» یک ماده‌ی «کمپوزیت» است، که از دو پروتیین مختلف ساخته شده است. هر کدام از این پروتیین‌ها سه بخش مختلف با خصوصیات متفاوت دارند. یکی از این بخش‌ها یک ماده‌ی زمینه‌ی بی‌شکل (Noncrystaline) ایجاد می‌کند که بسیار «کشسان» است و باعث کشسان شدن تار عنکبوت می‌شود.

وقتی یک حشره با تار برخورد می کند، کش آمدن این ماده‌ی زمینه باعث می‌شود که تار عنکبوت بتواند انرژی سینتیک پرواز حشره را جذب کند.

 تارهای مختلف ویژگی‌های فیزیکی

 در میان بخش بی‌شکل هر دو پروتیین، دو بخش کریستالی جای گرفته‌اند که باعث سفت و محکم شدن تار عنکبوت می‌شوند. هر دو بخش کریستالی تاخوردگی‌های زیادی دارند و در مقابل کشش مقاومت می‌کنند، اما یکی از آن ها سخت و صلب است.

تا‌خوردگی های بخش کریستالیِ دارایِ سختیِ کم‌تر، هم درون تاخوردگی‌های بخش کریستالی سخت‌تر جا گرفته‌اند و هم با بخش‌های بی‌شکل پروتیین اندرکنش دارند؛ بنابراین همانند لنگر بخش‌های کریستالی سخت را به ماده‌ی زمینه متصل می‌کنند.

ماده‌ی کمپوزیتی که از این پروتیین‌ها ساخته شده است هم قدرت و سختی زیاد دارد و هم کشسان است.

اشیای فلزی،از نوع آهنی،در محلهای مرطوب به زودی زنگ میزنند،و منظره ی

 نا مطبوعی پیده می کنند.

خیلی ها تصور می کنند زنگ اجسام فلزی را جز با سنباده و سوهان زدن نمی توان زایل کرد و این کار چون خیلی مشکل است اشیای زنگ زده را غیر قابل ترمیممی دانند.در صورتی که با استفاده از علم شیمی می توانیدزنگ اجسام را به کلیار بین ببرید:

مقداری اسید اگزالیک را که به صورت پودر سفید است،از فروشندگان لوازم شیمیایی تهیه کنید.آن را در آب حل کرده  و اجسام زنگ زده را در این محلول غوطه ور سازید.

بر حسب میزان زنگ زدگی آن را از 24 الی 72 ساعت داخل مایع نگهداری کنید .در این مدت زنگ آهن تبدیل به اگزالات آهن می شود . 

وقتی جسم را از توی محلول خارج کردید ، قسمتهای زنگ زده را با برس سیمی بشویید . نتیجه مطلوب خواهد بود و جسم آهنی شما به وضع اولیه بر خواهد گشت. 

در حضور دوستان خود یک تخم مرغ تازه را خوب بپزید،وپوست آن را به ارامی جدا کنید،آن گاه یک بطری راکه از قبل آماده کرده اید روی میز بگذارید.

دهانه این بطری کوچکتر از تخم مرغ است. تخم مرغ را را بطور قائم روی دهانه بطری قرار دهید.مسلما تخم مرغ داخل بطری نخواهد افتاد.

آن گاه از دوستان خود بخواهید راه حلی برای انداختن تخم مرغ داخل بطری بیابند.

مسلما این راه حل غیر از خرد کردن تخم مرغ ویا فشار دادن آن با دست خواهد بود!منظور این است که تخم مرغ به خودی خود در بطری فرو رود.گمان نمیرود کسی قادر به حل این مشکل باشد.

اکنون شما یک قطعه کاغذ را مچاله کنید وبه ان کبریت بزنیدو داخل بطری بیندازید سپس تخم مرغ پوست کنده را در اب خیس کنید ودر دهانه بطری بگذارید.لحظه ای بعدتخم مرغ به سرعت وارد بطری خواهد شد!!!     مثل اینکه یک دست نامرئی ان را با فشار وارد بطری می کند.

چرا؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟

چرا؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟

.

.

.

فکر کن

.

.

ابتدا فشار هوا در داخل وبیرون بطری یکسان است ولی وقتی شما کاغذ مشتعل را داخل بطری انداختید ،هوای داخل بطری کم شد و فشار هوای جو تخم مرغ را دلخل بطری فرو برد،و خیس کردن تخم مرغ فرو رفتن ان را سهل کرد.

                                                              تجربه های علمی ترجمه کاظم فائقی

١-جوشاندن آب در کاغذ معمولی

٢-فرو رفتن تخم مرغ در بطری در اثر فشار هوا با سوزاندن کاغذ داخل بطری

چند هفته ایست در دبیرستان  اقدام به راه اندازی آزمایشگاه سیار کرده ام تا بتوانم با همان امکانات محدود ازمایشگاه مدرسه در ساعات تفریح ازمایشهای جذاب فیزیک و حتی شیمی و زیست را در حیاط مدرسه انجام دهیم این آزمایشات توسط دانش اموزانی که انتخاب شده اند اجرا میشود.

با این کار بجای اینکه دانش آموزان به آزمایشگاه بروند ازمایشگاه را به میان انها میبریم.