સોડિયમ

સોડિયમ (ઢાંચો:PronEngઢાંચો:Respell) Na સંકેત ધરાવતું (from લેટિન નેટ્રિયમ કે અરેબિક ناترون natrun ; કદાચ ઇજિપ્તિયન નેટજેર્જ માંથી ઉતરી આવેલ) ધાત્વિક તત્વ છે અને તેનો પરમાણુક્રમાંક 11 છે. તે નરમ, ચાંદી જેવી સફેદ, ઉચ્ચ સક્રિય ધાતુ અને "જૂથ એક" (અગાઉ ‘જૂથ આઇએ’ તરીકે જાણીતું હતું) ની અંદર ક્ષારીય ધાતુઓની સભ્ય છે. તેની પાસે એકમાત્ર સ્થિર આઇસોટોપ છે ²³Na .

સર હમ્ફ્રી ડેવીએ 1807માં પીગાળેલા સોડિયમ હાઇડ્રોસાઇડમાંથી વીજપ્રવાહ પસાર કરીને પહેલી વખત સોડિયમને છૂટો પાડ્યો હતો. કાયમી સોડિયમ પૃથ્વી પર કુદરતી સ્વરૂપે જોવા મળતું નથી, કારણ કે તે હવામાં ઝડપથી ઓક્સિડેશન પામે છે અને પાણી સાથે તોફાની પ્રતિક્રિયા આપે છે. એટલે તેને પ્રવાહી હાઇડ્રોકાર્બન જેવા નિષ્ક્રિય માધ્યમમાં સંગ્રહ કરવી જોઈએ. મુક્ત ધાતુનો ઉપયોગ કેટલાંક રાસાયણિક રેષા, વિશ્લેષણ અને ગરમીનું ટ્રાન્સફર કરતા સાધનોમાં થાય છે.

સોડિયમ આયન અને તેના સંયોજનો પાણીમાં દ્રાવ્ય છે અને એટલે પૃથ્વી પરના મહાસાગરોમાં અને પાણીના અન્ય સ્થિર ભાગોમાં મોટા પ્રમાણમાં હોય છે. આ ભાગોમાં તેનું મોટા ભાગે ક્લોરાઇડ આયન દ્વારા પ્રતિસંતુલન થાય છે, જેથી દરિયાનું પાણી ઘન સ્થિતિમાં ફેરવાય છે, જેમાંથી મોટું પ્રમાણ સોડિયમ ક્લોરાઇડ કે ભોજન માટે ઉપયોગી મીઠું હોય છે. અનેક ખનીજોમાં સોડિયમ પણ એક ભાગ છે.

મનુષ્ય સહિત તમામ જીવધારી પ્રાણીઓ અને કેટલાંક પ્રકારની વનસ્પતિઓ માટે સોડિયમ એક આવશ્યક તત્વ છે. પ્રાણીઓમાં કોષીય અંતઃત્વચા પર સ્થિર વીજભારનું નિર્માણ કરી શકે તે માટે સોડિયમ આયનોનો ઉપયોગ પોટેશ્યમ આયનોની સામે થાય છે. વોલ્ટેજના પ્રવાહમાં ફેરફાર વડે ચાર્જ વેરવિખેર થાય છે ત્યારે જ્ઞાનતંતુઓને ધક્કો લાગે છે. આ કારણે સોડિયમને પ્રાણીઓ માટે “પાચક અકાર્બનિક સૂક્ષ્મખનીજ” તરીકે વર્ગીકૃત્ત કરાઈ છે. સોડિયમ પાણીમાં દ્રાવ્ય હોવાથી જમીન પર અત્યંત ઓછા પ્રમાણમાં કે ભાગ્યે જ જોવા મળે છે, જેથી વરસાદ દ્વારા લાંબા સમય સુધી ટકી તેવા જળાશયોમાં શુદ્ધિકરણ જોવા મળે છે. ઘણી અંતરિયાળ જમીનોમાં જોવા મળતી ખેંચથી વિપરીત પ્રાણીઓમાં મોટા પ્રમાણમાં તેની જરૂરિયાત હોવાથી શાકાહારી પ્રાણીઓએ સોડિયમ આયન માટે વિશેષ સ્વાદ માળખું વિકસાવ્યું છે.

ગુણધર્મો

ઓરડાના તાપમાને સોડિયમ ધાતુ પૂરતી નરમ છે, જેના છરી વડે ટુકડાં કરી શકાય છે. હવામાં નવી બહાર આવેલી ચાંદી જેવી ચળકતી સોડિયમ ઝડપથી બગડી જાય છે. સામાન્ય રીતે પરમાણુક્રમાંક વધવાની સાથે ક્ષારીય ધાતુઓની ઘનતા વધે છે, પણ સોડિયમ એ પોટેશ્યમ કરતાં વધારે ઘન છે. સોડિયમ ઉષ્મા સુવાહક છે.

રાસાયણિક ગુણધર્મો

ઓઇલ હેઠળ સોડિયમ ધાતુ (ca. 10 g)

"મેન્ડેલીફના નિયમ" અનુસાર અન્ય ક્ષાર ધાતુઓની સરખામણી કરીએ તો સોડિયમ ધાતુ પોટેશ્યમ કરતાં ઓછી અને લિથિયમ કરતાં વધારે સક્રિય હોય છે. દાખલા તરીકે પાણી, ક્લોરિન વાયુમાં પ્રતિક્રિયા વગેરે.

સોડિયમ પાણી સાથે ઉષ્મા ઉત્સર્જકીય પ્રતિક્રિયા આપે છેઃ જ્યાં સુધી પાણી તેનો સંપૂર્ણપણે ઉપયોગ ન કરે ત્યાં સુધી તેના નાનાં નાનાં ટુકડાં સપાટીની ચારેબાજુ ઉછળશે, જ્યારે મોટા ટુકડા ફૂટશે. સોડિયમ ઓરડાના તાપમાને પાણી સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે ત્યારે સોડિયમના ટુકડા મોટાં હોય તો ઉષ્માની પ્રતિક્રિયા સાથે સોડિયમ ધાતુના ટુકડા સપાટીની રચના કરે છે. પાણી સાથેની પ્રતિક્રિયાથી કોસ્ટિક સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ અને મોટી જ્યોત ધરાવતા હાઇડ્રોજન વાયુનું ઉત્પાદન કરે છે. આ બહુ મોટું જોખમ છે (નીચે સાવચેતીઓ જુઓ). સોડિયમ હવામાં સળગે ત્યારે સોડિયમ પેરોક્સાઇડ Na₂O₂ કે મર્યાદિત ઓક્સિજન સાથે ઓક્સાઇડ Na₂Oની રચના કરે છે (લિથિયમની જેમ નાઇટ્રાઇડની રચના થતી નથી). ઓક્સિજનમાં દબાણ હેઠળ સળગાવવામાં આવે તો સોડિયમ સુપરઓક્સાઇડ NaO₂નું ઉત્પાદન થશે.

સંયોજનો

સોડિયમના સંયોજનો રસાયણ, કાચ, ધાતુ, પેપર, પેટ્રોલિયમ, પાયરોટેકનિક, સાબુ અને ટેક્સટાઇલ ઉદ્યોગ માટે મહત્વપૂર્ણ છે. સામાન્ય રીતે ભારે સાબુ કેટલાંક ફેટી એસિડ્સ (પોટેશ્યમ હળવા કે પ્રવાહી સાબુનું ઉત્પાદન કરે છે)ના સોડિયમ ક્ષાર હોય છે. ઉદ્યોગોમાં સૌથી મહત્વપૂર્ણ સોડિયમ સંયોજનોમાં સર્વસામાન્ય મીઠું (NaCl), સોડા એશ (Na₂CO₃), ખાવાનો સોડા (NaHCO₃), કોસ્ટિક સોડા (NaOH), સોડિયમ નાઇટ્રેટ (NaNO₃), ડાય અને ટ્રાય સોડિયમ ફોસ્ફેટ્સ, સોડિયમ થાયોસલ્ફેટ (Na₂S₂O₃ · 5H₂O), and બોરેક્સ (Na₂B₄O₇·10H₂O).

સોડિયમએ હેલાઇડ્સ, સલ્ફેટ, નાઇટ્રેટ, કાર્બોઝીલેટ્સ અને કાર્બોનેટ્સ જેવા પાણીમાં દ્રાવ્ય હોય તેવા સંયોજનોની રચના કરવાનું વલણ ધરાવે છે. પાણીના દ્રાવણમાંથી બાષ્પીભવન થઈ જાય તેવું સોડિયમનું એકમાત્ર સંયોજન છે. જોકે પ્રકૃતિમાં ફેલ્ડસ્પર્સ (સોડિયમ, પોટેશ્યમ અને કેલ્શ્યમના એલ્યુમિનિયમ સિલિકેટ્સ) જેવા સોડિયમના અનેક અદ્રાવ્ય સંયોજનો પણ જોવા મળે છે. અન્ય અદ્રાવ્ય સોડિયમ ક્ષારો પણ છે, જેમ કે સોડિયમ બિસ્મુથેટ NaBiO₃, સોડિયમ ઓક્ટોમોલીબ્ડેટ Na₂Mo₈O₂₅·4H₂O, સોડિયમ થાયોપ્લેટિનેટ Na₄Pt₃S₆, સોડિયમ યુરેનેટ Na₂UO₄. સોડિયમ મેટા-એન્ટિમોનેટની 2NaSbO₃·7H₂O દ્રાવ્યતા 0.3 g/L છે,જે આ મીઠાનું પાયરો સ્વરૂપ Na₂H₂Sb₂O₇·H₂ ઓ છે. સોડિયમ મેટાફોસ્ફેટ NaPO₃ એક દ્રાવ્ય અને અદ્રાવ્ય સ્વરૂપ છે.

વર્ણપટ્ટદર્શક

સોડિયમ વર્ણપટ્ટીય રેખાઓ.

સંપૂર્ણ વીજળી પર ઓછા દબાણ ધરાવતો સોડિયમ કે સોડિયમ ઓક્સાઇડ (એલપીએસ/એસઓએક્સ)(LPS/SOX) સ્ટ્રીટલેમ્પ

A FASOR સોડિયમની ડી લાઇનના ડી2એ (D2A) ભાગમાં ફેરવાય છે, ઉપલા વાતાવરણમાં સોડિયમ અણુઓને ઉત્તેજિત કરવા સ્ટારફાયર ઓપ્ટિકલ રેન્જનો ઉપયોગ થાય છે.

સોડિયમ કે તેના સંયોજનો જ્યોતમાં પ્રેરિત થાય છે ત્યારે જ્યોત ચળકતી પાળી રંગમાં ફેરવાઈ જાય છે.

સોડિયમ બાષ્પની એક જાણીતી અણુ વર્ણપટ્ટીય રેખા ડી-લાઇન તરીકે ઓળખાય છે, જે સોડિયમ ફ્લેમ-ટેસ્ટ લાઇન (જુઓ કામગીરી) તરીકે અને ઓછા દબાણના સોડિયમ લેમ્પ્સ (જે ઊંચા દબાણયુક્ત લેમ્પ્સના ઓછા નારંગની રંગના પ્રકાશને બદલે કૃત્રિમ પીળો પ્રકાશ આપે છે) તરીકે જોઈ શકાય છે. ડી-લાઇન એક વર્ગીકૃત ફ્રોનહોફર લાઇન્સમાંની એક છે, જે સૂર્યના વીજચુંબકીય કિરણોત્સર્ગના જોઈ શકાય તેવો વર્ણપટ્ટ છે. સૂર્યના ઉપલા સ્તરોમાં સોડિયમની બાષ્પ 589.5 એનએમની તરંગલંબાઈની બેન્ડમાં દેખી શકાય તેવી પ્રકાશનું શોષણ કરી વીજચુંબકીય કિરણોત્સર્ગના બહાર ફેંકાતા વર્ણપટ્ટમાં ઘાટ્ટી રેખાઓ રચે છે. આ તરંગલંબાઈ અણુ સોડિયમમાં સક્રિયતાને તુલ્ય હોય છે, જેમાં ઇલેક્ટ્રોન-સંયોજકતા સંક્રમણ 3p થી 3s વીજ સ્થિતિની હોય છે. સોડિયમ પરમાણુના દૃશ્યમાન વર્ણપટ્ટનું બારીકાઈપૂર્વક પરિક્ષણ કરતાં જણાય છે કે ડી-લાઇન અનુક્રમે 589.6 nm અને 589.0 nm પર D₁ and D₂ તરીકે ઓળખાતી બે લાઇન ધરાવે છે. 3p વીજ સ્થિતમાં ઇલેક્ટ્રોન સંયોજકતાના ગોળ-ભ્રમણ ક્રિયાપ્રતિક્રિયામાંથી આ સુંદર માળખું રચાય છે. ગોળ-ભ્રમણ ક્રિયા-પ્રતિક્રિયામાં બે સ્થિતિની રચના કરવા ગોળ કોણીય ગતિ અને કોણીય ભ્રમણ ગતિ જોવા મળે છે, જેને એલએસ કપલિંગ યોજનામાં 3p(²P0
1/2) અને 3p(²P0
3/2) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. ઇલેક્ટ્રોનની 3s સ્થિતિથી એક સ્થિતિમાં વધારો થાય છે, જે એલએસ કપલિંગ યોજનામાં 3s(²S_1/2) તરીકે જાણીતી છે. D₁ લાઇન એ 3s(²S_1/2) નીચી સ્થિતિ અને 3p(²P0
1/2) ઊંચી સ્થિતિ વચ્ચે વીજ સંક્રમણનું પરિણામ છે. D₂-લાઇન એ 3s(²S_1/2) નીચી સ્થિતિ અને 3p(²P0
3/2) ઊંચી સ્થિતિ વચ્ચેનું વીજ સંક્રમણનું પરિણામ છે. અણુ સોડિયમના દ્રશ્યમાન વર્ણપટ્ટનું બારીક પરિક્ષણ કરવાથી જાણવા મળશે કે હકીકતમાં ડી-લાઇન બેથી વધારે રેખા ધરાવે છે. આ રેખાઓ 3p ઉચ્ચ સ્થિતિ અને 3s નીચ સ્થિતિના અતિસુંદર માળખા સાથે સંકળાયેલી છે. 589.5 nm નજીક દ્રશ્યમાન પ્રકાશ સાથે સંકળાયેલી અનેક વિવિધ સંક્રમણો જુદી જુદી ઉચ્ચ અને અતિસુંદર સ્તરો વચ્ચે જોવા મળી શકે છે.

લેસર્સના વ્યવહારિક ઉપયોગથી કૃત્રિમ લેસર ગાઇડ સ્ટાર્સનું નિર્માણ થાય છે, જે મોટા અને જમીન આધારિત દ્રશ્યમાન પ્રકાશીય ટેલીસ્કોપ્સ માટે ગ્રહણશીલ ચશ્મામાં સહાય કરે છે. લેસર્સ સોડિયમ ડી-લાઇન સંક્રમણ કામ કરે છે (જુઓ એફએસઓઆર (FASOR) સમજ).

આઇસોટોપ્સ

સોડિયમના 13 આઇસોટોપની ઓળખ થઈ છે. તેમાં એકમાત્ર સ્થિર આઇસોટોપ ²³Na છે. સોડિયમ બે રેડિયોસક્રિય કોસ્મોજેનિક આઇસોટોપ્સ ધરાવે છે, જે લાંબુ અર્ધજીવન ધરાવતા બે આઇસોટોપ્સ છે, ²²Na આઇસોટોપ્સનું અર્ધજીવન (કોઈ પણ પદાર્થનો કિરણોત્સર્ગી ગુણ ઘટીનો અડધો થતાં લાગતો સમય) 2.6 વર્ષ છે અને ²⁴Naનું અર્ધજીવન 15 કલાક છે. અન્ય તમામ આઇસોટોપ્સનું અર્ધઆયુષ્ટ એક મિનિટ કરતાં પણ ઓછું છે.

ન્યુટ્રોનનું તીવ્ર રેડિયેશન (દાખલા તરીકે અણુ જોખમકારક અકસ્માતમાંથી) મનુષ્યના રક્તકોષમાં કેટલાંક સ્થિર ²³Naને ²⁴Naમાં ફેરવે છે. આ આઇસોટોપના કેન્દ્રીયકરણના માપન દ્વારા પીડિતને ન્યુટ્રોન કિરણોત્સર્ગ દવાની ગણતરી કરી શકાય છે.

ઇતિહાસ

સોડિયમ માટે જ્યોતનું પરિક્ષણ ચળકતી પીળો પ્રકાશ દેખાડે છે, જે માટે 588.9950 and 589.5924 નેનોમીટર્સ પર "સોડિયમ ડી-રેખાઓ" જવાબદાર હોય છે.

મનુષ્યની રોજિંદી પ્રવૃત્તિમાં મીઠું એક મહત્વપૂર્ણ વસ્તુ છે. તેના માટે અંગ્રેજી શબ્દ સેલેરી છે, જેનો ઉલ્લેખ સેલેરિયમ તરીકે થાય છે. રોમન સૈનિકોને કેટલીક વખત અન્ય વેતન સાથે મીઠાની વેફર અપાતી હતી.

મધ્યકાલિન યુરોપમાં માથાનો દુઃખાવો દૂર કરવા સોડિયમનું સંયોજન લેટિન નામ સોડાનમ સાથે વપરાતું હતું. સોડિયમ નામનું મૂળ અરબી શબ્દ સુદામાં રહેલું છે. સુદાનો અર્થ માથાનો દુઃખાવો થાય છે. અગાઉના સમયમાં માથાના દુઃખાવો દૂર કરવાના ગુણધર્મ ધરાવતા સોડિયમ કાર્બોનેટ કે સોડા બહુ જાણીતા હતા.

સોડિયમનું રાસાયણિક ટૂંકું નામ Na છે, જે સૌપ્રથમ તેની અણુ સંકેતો (થોમસ થોમ્સન, એન્નાલ્સ ઓફ ફિલોસોફી )ની વ્યવસ્થામાં જોન્સ જેકોબ બર્ઝીલિયસએ પ્રકાશિત કર્યું હતું અને તત્વનું નવું લેટિન નામ નેટ્રિયમ નું સંક્ષિપ્ત સ્વરૂપ છે, જેનો સંદર્ભ ઇજિપ્તિયન નેટ્રોન છે. આ શબ્દ કુદરતી ખનિજ મીઠા માટે છે, જેમાં મુખ્ય ઘટક હાઇડ્રેટેડ સોડિયમ કાર્બોનેટ છે. ઐતિહાસિક રીતે જોઇએ તો હાઇડ્રેટેડ સોડિયમ કાર્બોનેટના કેટલાંક મહત્વપૂર્ણ ઔદ્યોગિક અને ઘરગથ્થું ઉપયોગ હતાં, જેનો પાછળથી સોડા એશ, ખાવાના સોડા અને સોડિયમના અન્ય સંયોજનોમાં લોપ થયો હતો.

સોડિયમ (કેટલીક વખત અંગ્રેજીમાં "સોડા" તરીકે ઓળખાતું) લાંબા સમયે સંયોજનોમાં ઓળખાય છે, છતાં સર હમ્ફ્રી ડેવીએ 1807માં કોસ્ટિક સોડાનું વિદ્યુતવિઘટન ન કર્યું ત્યાં સુધી સોડિયમ વિયોજીત થયું નહોતું.

સોડિયમ એક તીવ્ર પીળા રંગની જ્યોત આપે છે. 1860ની શરૂઆતમાં કિર્ચોફ અને બન્સેનએ સોડિયમ ઊંચી સંવેદનશીલતા ધરાવતી જ્યોત આપી શકશે તેવું નોંધ્યું હતું. તેમણે "વર્ણપટના નિરીક્ષણ દ્વારા રાસાયણિક અવલોકન" પેપરમાં એન્નાલેન ડેર ફિઝિક એન્ડ કેમીમાં જણાવ્યું કેઃ

પ્રયોગના સાધનોથી અત્યંત દૂર અમારા 60 m³ના ઓરડાના એક ખૂણામાં અમે ખાંડવાળા દૂધ સાથે ત્રણ મિલીગ્રામ સોડિયમ ક્લોરેટનો ધડાકો કર્યો ત્યારે લાંબા કાપા અગાઉ અપ્રકાશિત જ્યોત જોઈ. થોડા સમય પછી તેમાં ચમકતો પીળો પ્રકાશ દેખાયો અને મજૂબ સોડિયમ લાઇન દેખાઈ, જે ફક્ત 10 મિનિટ પછી દેખાતી બંધ થઈ ગઈ. ઓરડામાં સોડિયમ મીઠાના વજન અને હવામાં કદમાંથી અમે સરળતાપૂર્વક ગણતરી કરી કે હવાનો વજનનો એક ભાગ સોડિયમના 1/20 મિલિયન્થ વજન કરતાં વધારે ન શકે.

સર્જન

તારાઓમાં સોડિયમના સ્થિર સ્વરૂપોનું સર્જન કાર્બનના બે અણુઓના ગલન દ્વારા અણુ સંયોજન મારફતે થાય છે. આ માટે 600 મેગાકેલ્વિન્સથી વધારે તાપમાનની અને ઓછામાં ઓછા ત્રણ સૂર્ય જેટલું દ્રવ્ય ધરાવતા મોટા તારાની જરૂર છે.

ઉદ્દભવ

સોડિયમ ધરાવતી એક ખનીજ આલ્બાઇટ (NaAlSi3O8).

તેની ઊંચી પ્રતિક્રિયાશીલતાના કારણે સોડિયમ કુદરતમાં સંયોજન સ્વરૂપે જ મળે છે. તે ક્યારેક મુક્ત સ્વરૂપે ઉપલબ્ધ નથી. પૃથ્વીના પોપડાના વજનમાં સોડિયમનો હિસ્સો 2.6 ટકા જેટલો છે, જેથી તે છઠ્ઠું સૌથી વધારે વિપુલ તત્વ છે અને સૌથી વિપુલ ક્ષારયુક્ત ધાતુ છે. સોડિયમ અનેક જુદી જુદી ધાતુઓમાં જોવા મળે છે, જેમાંથી સૌથી સામાન્ય સ્વરૂપ મીઠું (સોડિયમ ક્લોરાઇડ) છે, જે દરિયાના પાણીમાં મોટા જથ્થામાં દ્રાવ્ય સ્વરૂપે અને ઘન સ્વરૂપે( હેલાઇટ)માં જોવા મળે છે અન્ય સ્વરૂપોમાં એમ્ફિબોલે, ક્રાયોલાઇટ, સોડા નાઇટર અને ઝીયોલાઇટ સામેલ છે.

સોડિયમ તારાઓમાં વિપુલ પ્રમાણમાં હોય છે અને તારીય પ્રકાશમાં આ તત્વની ડી વર્ણપટ્ટીય રેખા સૌથી વધુ જાણીતા છે. સોડિયમ તત્વ બાષ્પીભવન માટે ઊંચું તાપમાન ધરાવે છે છતાં પ્રમાણમાં તેની વિપુલતા ઊંચી છે અને પૃથ્વી પર ટેલીસ્કોપ દ્વારા તેજ વર્ણપટ્ટીય રેખાઓ વડે તેની હાજરી જોઈ શકાય છે. બુધ ગ્રહના પાતળા વાતાવરણમાં મેરિનેર 10 અને મેસેન્જર (MESSENGER) અવકાશયાન દ્વારા તેની પુષ્ટિ મળી છે.

વ્યાવસાયિક ઉત્પાદન

કાર્બન સાથે 1100 °C પર સોડિયમ કાર્બોનેટના ઉષ્મીય રૂપાંતરણ દ્વારા 1855માં પહેલી વખત સોડિયમનું ઉત્પાદન થયું હતું. આ પ્રક્રિયા ડેવિલ પ્રક્રિયા તરીકે જાણીતી છે.

Na₂CO₃ (l) + 2 C (s) → 2 Na (g) + 3 CO (g)

સોડિયમ હાઇડ્રોસાઇડના રૂપાંતરણ પર આધારિત એક પ્રક્રિયા 1886માં વિકસાવવામાં આવી હતી.

હવે સોડિયમનું ઉત્પાદન વ્યાવસાયિક ધોરણે પ્રવાહી સોડિયમ ક્લોરાઇડના વિદ્યુતવિઘટન દ્વારા થાય છે. આ પ્રક્રિયા વર્ષ 1924માં થયેલી શોધ પર આધારિત છે. આ પ્રક્રિયા ડાઉન્સ સેલમાં થાય છે, જેમાં ગલનબિંદુ 700 ડિગ્રી સેં. કરતાં નીચું લાવવા સોડિયમ ક્લોરાઇડને કેલ્શ્યમ ક્લોરાઇડ સાથે મિશ્ર કરવામાં આવે છે. સોડિયમ કરતાં કેલ્શ્યમ ઓછો ધનવીજભારયુક્ત હોવાથી એનોડ પર એક પણ કેલ્શ્યમની રચના થતી નથી. સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડને ઇલેક્ટ્રોલાઇઝિંગની કેસનર પ્રક્રિયાની સરખામણીમાં આ પદ્ધતિ ઓછી ખર્ચાળ છે. સોડિયમ એઝાઇડના ઉષ્મીય વિભાજનથી અત્યંત શુદ્ધ સોડિયમને અલગ કરી શકાય છે.

વર્ષ 2009માં સોડિયમની ટનરૂપી જથ્થા માં ખરીદી કરવામાં આવી ત્યારે રીએજન્ટ-ગ્રેડમાં સોડિયમ ધાતુનું વેચાણ પાઉન્ડ ($3.30/kg) દીઠ $1.50માં થયું હતું. ઓછી શુદ્ધતા ધરાવતી ધાતુનું વેચાણ નોંધપાત્ર રીતે ઓછા દરે થાય છે. આ ધાતુને સંગ્રહ કરવી અને તેની આયાત-નિકાસ મુશ્કેલ હોવાથી તેનું બજાર અનિયમિત છે. તે સોડિયમ ઓક્સાઇડ કે સોડિયમ સુપરઓક્સાઇડની સપાટી સ્તરની રચના ન કરે તે માટે તેને સૂકાં નિષ્ક્રિય વાયુના વાતાવરણમાં કે નિર્જળ મિનરલ ઓઇલમાં રાખવી જોઈએ. આ ઓક્સાઇડ્સ કાર્બનિક ચીજવસ્તુઓની હાજરીમાં તોફાની પ્રતિક્રિયા આપી શકે છે. સોડિયમ હવામાં ગરમ થાય ત્યારે ધડાકા સાથે બળે છે. સોડિયમના કિલોગ્રામ જેટલા નાના જથ્થાની વધુ કિંમત હોય છે. તે કિલોગ્રામદીઠ 165ડોલરમાં મળે છે. આ માટે આ જોખમકારક સામગ્રીની આયાતનિકાસનો ખર્ચ જવાબદાર છે.

ઉપયોગો

ધાત્વિક સોડિયમ

• સોડિયમ તેના ધાત્વિક સ્વરૂપમાં ઝિર્કોનિયમ અને પોટેશ્યમ જેવી કેટલીક પ્રતિક્રિયાશીલ ધાતુઓને તેમના સંયોજનોમાંથી શુદ્ધ કરવા ઉપયોગમાં આવી શકે છે
• કેટલીક મિશ્રધાતુઓનું માળખુ સુધારવા તેનો ઉપયોગ થઈ શકે છે.
• ધાતુઓની સપાટીને સપાટ અને સમતલ બનાવવા તેનું ડીસ્કેલિંગ કરવા.
• પીગળેલી ધાતુઓને શુદ્ધ કરવા.
• શહેરોમાં માર્ગોને પ્રકાશિત કરવા અવારનવાર સોડિયમ બાષ્પથી ચાલતા લેમ્પમાં ઉપયોગ થાય છે, જે વીજળીમાંથી પ્રકાશનું ઉત્પાદન કરવાનો અસરકારક માર્ગ છે. ઓછા દબાણવાળા સોડિયમ લેમ્પ વિશિષ્ટ પ્રકારનો પીળો-નારંગી પ્રકાશ ફેંકે છે, જે મુખ્યત્વે જોડીમાં સોડિયમ ડી લાઇન્સ ધરાવે છે. ઊંચું-દબાણ ધરાવતા સોડિયમ લેમ્પ્સ વધુ કુદરતી આછા કેસરી રંગનો પ્રકાશ ફેંકે છે, જે લેમ્પની આજુબાજુના વિસ્તારમાં વધુ વ્યાપકપણે તરંગલંબાઈ ગોઠવે છે.
• કેટલાંક પ્રકારના અણુ રીએક્ટર્સમાં અને ઉચ્ચસ્તરીય કામગીરી આપતાં આંતરિક દહન એન્જિનના ખાલી વાલ્વની અંદર હીટ ટ્રાન્સફર ફ્લડ (બાષ્પ સ્થળાંતરણ પ્રવાહ) તરીકે.
• કાર્બનિક તત્વોમાં સોડિયમનો ઉપયોગ રીડ્યુસિંગ એજન્ટ તરીકે થાય છે, જેમ કે બિર્ચ રીડક્શનમાં.
• રસાયણશાસ્ત્રમાં સોડિયમનો ઉપયોગ અવારનવાર મિશ્રધાતુમાં એકલા અથવા પોટેશ્યમ સાથે થાય છે. સૂકા દ્રાવકો માટે ડેસિકન્ટ (પાણી કે પ્રવાહી અને ભેજશોષક) તરીકે NaK. બેન્ઝોફીનોન સાથે ઉપયોગ થાય છે, દ્રાવક સૂકો અને ઓક્સીજનવિહીન હોય છે ત્યારે તે જાંબુડિયા રંગની રચના કરે છે.
• સોડિયમ મિશ્રણ પરિક્ષણમાં સંયોજનોના ગુણવત્તાયુક્ત વિશ્લેષણ માટે સોડિયમની ઊંચી પ્રતિક્રિયાશક્તિ, નીચા ગલનબિંદુ છે અને તેના સંયોજનોની લગભગ સાર્વત્રિક દ્રાવ્યતાનો ઉપયોગ કરે છે.

અણુ રીએક્ટરમાં શીતક તરીકે

પીગાળેલ સોડિયમનો ઉપયોગ કેટલાંક પ્રકારના અણુ રીએક્ટર્સમાં શીતક તરીકે થાય છે. વર્ષ 1995માં જાપાનના મોન્જુમાં ફાસ્ટ બ્રીડર રીએક્ટરમાંથી લગભગ ત્રણ ટન સોડિયમ લીક થયો હતો અને પછી આગ લાગી હતી. દુનિયામાં આ પ્રકારના લીકેજની અન્ય અનેક ઘટનાઓ બની છે. સોડિયમ 98 °C પર પીગળે છે એટલે રીએક્ટર બંધ હોય ત્યારે તેનો ઉપયોગ કરનાર શીતક પાઇપ્સ જામી શકે છે.

જે રીએક્ટર્સને અવારનવાર બંધ કરવાની જરૂર હોય તેમાં સોડિયમ અને પોટેશ્યમની NaK તરીકે ઓળખાતી મિશ્રધાતુનો ઉપયોગ થાય છે. તે −11 °C પર પીગળે છે એટલે ઓરડાના તાપમાને શીતક પાઇપ્સ જામી જશે નહીં. લીકેજ થાય તો શુદ્ધ સોડિયમ કરતાં નાક વધારે જોખમકારક છે, કારણ કે પોટેશ્યમ તો હવામાં સોડિયમ કરતાં પણ વધારે સક્રિય છે.

સોડિયમ સંયોજનો

• આ ક્ષારયુક્ત ધાતુ Na⁺ તરીકે પ્રાણીજીવન માટે આવશ્યક છે.
• સાબુમાં ફેટ્ટી એસિડના મીઠા તરીકે સોડિયમ. સોડિયમના સાબુઓ પોટેશ્યમના સાબુઓ કરતાં ભારે (ઊંચું ગલનબિંદુ) હોય છે.
• કેટલીક દવાઓની ફોર્મ્યુલામાં જૈવઉપલબ્ધતા વધારવા સોડિયમ કે પોટેશ્યમ સાથે મીઠું સક્રિય ઘટક સ્વરૂપે ઉપયોગમાં લેવાય છે.
• સોડિયમ અને ક્લોરાઇડ આયનનું સંયોજન સોડિયમ ક્લોરાઇડ એક મહત્વપૂર્ણ હીટ ટ્રાન્સફર સામગ્રી છે.

જૈવિક ભૂમિક

પ્રાણીઓના શરીરમાં પ્રવાહી હિસ્સાનું કદ જાળવવું

સોડિયમની જાળવણી અને શરીરમાં પ્રવાહી હિસ્સાનું સંતુલન જાળવવા તથા મીઠું/સોડિયમ અને પાણીનું સંતુલન ખોરવાથી શારીરિક અસંતુલનના કારણે ઊભા થતા વિકારનું નિદાન કરવાની દવામાં સીરમ સોડિયમ અને યુરિન સોડિયમ મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે.

સસ્તન પ્રાણીઓમાં લોહીના દબાણમાં ઘટાડો અને કિડનીની અંદર સોડિયમના પ્રમાણમાં ઘટાડો થતાં રેનિન અંતઃસ્ત્રાવનું ઉત્પાદન થાય છે, જે અનેક કાર્યો કરે છે, જેમાંથી એક કામગીરી એ છે કે તે પરોક્ષ રીતે આલ્ડોસ્ટેરોનનું ઉત્પાદન કરે છે, જ મૂત્રમાં સોડિયમના ઉત્સર્જનનો ઘટાડો કરે છે. સસ્તન પ્રાણીઓના દેહમાં સોડિયમનું પ્રમાણ વધારે જળવાઈ રહેતું હોવાથી અન્ય અન્તસ્ત્વચિયનિયમન વ્યવસ્થાઓ એન્ટિાડાયુરેટિક હોર્મોન (મૂત્રનું પ્રમાણ મર્યાદિત રાખતા અંતઃસ્ત્રાવ)નું ઉત્પાદન કરે છે. અન્તસ્ત્વચિયનિયમન વ્યવસ્થાઓ લોહીમાં પાણી અને સોડિયમના પ્રમાણમાંથી અન્તસ્ત્વચિય દબાણની જાણકારી મેળવે છે. આ રીતે શરીરમાં પાણીનું પ્રમાણ જળવાઈ રહે છે, જેથી શરીરમાં પ્રવાહી પદાર્થોનું પ્રમાણ જાળવી રાખવામાં મદદ મળે છે.

એક પ્રતિસંતુલન વ્યવસ્થા પણ છે, જે કદની જાણકારી રાખે છે. પ્રવાહી પદાર્થો જળવાઈ રહેતાં હ્રદય અને નસોમાં રીસેપ્ટર એટ્રાયલ નેટ્રિયુરેટિક પેપ્ટાઇડનું ઉત્પાદન થાય છે, જે સોડિયમ માટેના લેટિન શબ્દના ભાગમાં એક નામ છે. રીસેપ્ટરથી આંતરિક દબાણની જાણકારી મળે છે. આ અંતઃસ્રાવ વિવિધ રીતે મૂત્રમાં સોડિયમના ઉત્સર્જનનું કારણ બને છે. તેના કારણે શરીરના અન્તસ્ત્વચિય સંતુલનઘટી જાય છે (સોડિયમનું નીચા પ્રમાણથી સીધી અસર થાય છે), જેથી અન્તસ્ત્વચિયનનિયમન વ્યવસ્થા વધારાના પાણીનું ઉત્સર્જન કરે છે. સંતુલન-પ્રતિસંતુલનની આ પ્રક્રિયાની ચોખ્ખી અસર સ્વરૂપે શરીરમાં પ્રવાહી પદાર્થોનું સ્તર પુનઃ સામાન્ય થઈ જાય છે.

પ્રાણીઓની પેશીઓમાં વીજશક્તિની જાળવણી

સોડિયમ ધનાયન મજ્જાતંતુ કોશિકા (મગજ અને જ્ઞાનતંતુ)ની કામગીરીમાં મહત્વપૂર્ણ છે અને તે કહેવાતા 6}Na⁺/K⁺-એટીપેસ પમ્પ દ્વારા તેની વિતરણ વ્યવસ્થા સાથે કોશિકાઓ અને પેશીઓ સંબંધિત પ્રવાહી વચ્ચે અન્તસ્ત્વચિય સંતુલન પર અસર કરે છે. સસ્તન પ્રાણીઓના શરીરમાં કોષિકાઓની બહાર (બાહ્યકોષીય ભાગ)રહેતાં પ્રવાહીમાં સોડિયમ મુખ્ય ધનાયન છે, જ્યારે કોષિકાઓની અંદર સોડિયમનું પ્રમાણ અત્યંત ઓછું હોય છે. સામાન્ય રીતે બાહ્યકોષીય ભાગમાં પ્રવાહી પદાર્થોનું પ્રમાણ 70 કિલોગ્રામનું વજન ધરાવતી વ્યક્તિમાં 15 લિટર હોય છે. ઉપરાંત તેમાં 50 ગ્રામ સોડિયમ હોય છે, જે શરીરમાં સોડિયમના કુલ પ્રમાણનો 90 ટકા હિસ્સો છે.

ભોજનની જાળવણી માટે ઉપયોગ

સૌથી સામાન્ય સોડિયમ મીઠું, સોડિયમ ક્લોરાઇડ ('સામાન્ય મીઠું' કે 'ટેબલ મીઠું')નો ઉપયોગ મસાલા અને ગરમ ભોજનની જાળવણી માટે થાય છે, જેમ કે સરકો અને માંસની ચીરી જાળવવામાં તેનો ઉપયોગ થાય છે (મીઠાના ઊંચા પ્રમાણમાં બેક્ટેરિયા અને ફુગની વૃદ્ધિ અટકાવે છે). મનુષ્યને પાચન માટે દરરોજ 1.5 ગ્રામ સોડિયમનની જરૂર હોય છે, જે અનેક પાચકોનો સ્વાદ માણવાની સરખામણીમાં દસમા ભાગ જેટલું ઓછું છે. મોટા ભાગના લોકો મનોવૈજ્ઞાનિક રીતે જરૂર હોય તેના કરતાં વધારે પ્રમાણમાં સોડિયમનો ઉપયોગ કરે છે. Low સોડિયમ intake may lead to સોડિયમ deficiency (hyponatremia).

જે લોકો કોલેરા જેવી તીવ્ર ડીહાઇડ્રેશનની સમસ્યાથી પીડતાં હોય તેની સારવાર ઓરલ રીહાઇડ્રેશન થેરપીથી થઈ શકે છે, જેમાં તેમને સોડિયમ ક્લોરાઇડ, પોટેશ્યમ ક્લોરાઇડ અને ગ્લુકોઝ પીવડાવવામાં આવે છે. આ સરળ અને અસરકારક થેરપીથી વિકાસશીલ દુનિયામાં દર વર્ષે લાખો બાળકોનો જીવ બચે છે.

સાવચેતીઓ

સોડિયમ ધાતુ કે તત્વ સાથે કામ લેતા અત્યંત સાવધાની રાખવાની જરૂર છે. સોડિયમ પાણીમાં વિસ્ફોટ સર્જવાની સંભવિતતાત ધરાવે છે (જથ્થાના આધારે), અને તે ભેજના સંપર્કમાં આવતા ઝડપથી સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડમાં રૂપાંતરિત થઈ જાય છે, જે સડો કરે તેવો પદાર્થ છે. તેનું પાવડર સ્વરૂપ હવા કે ઓક્સિજનમાં સળગવાની સંભવિતતા ધરાવે છે. સોડિયમનો સંગ્રહ નિષ્ક્રિય (ઓક્સિજન અને ભેજમુક્ત) વાતાવરણ (નાઇટ્રોજન કે આર્ગોન જેવા કે ખનિજ તેલ કે કેરોસીન જેવા પ્રવાહી હાઇડ્રોકાર્બન હેઠળ)માં કરવો જોઈએ.

સોડિયમ અને પાણી વચ્ચેની રાસાયણિક પ્રક્રિયાથી પ્રયોગશાળાઓ પરિચિત છે અને પેન્સિલની અણી કાઢવાના સંચા કરતાં ઓછા પ્રમાણમાં સોડિયમનો ઉપયોગ થાય અને લોકો આંખોનું સંરક્ષણ કરતી પ્લાસ્ટિકની પ્લેટ પાછળ ઊભા રહીને પ્રક્રિયા હાથ ધરે તો તેમાં ઓછું જોખમ છે. જોકે સોડિયમ-પાણીની પ્રક્રિયા સારા એવા પ્રમાણમાં હાથ ધરવામાં આવતી નથી અને સોડિયમનો મોટા પાયે ઉપયોગ કરવામાં આવે છે ત્યારે તેમાં જોખમ વધારે છે. સોડિયમના મોટા ટુકડા પ્રક્રિયાને પરિણામે ઉત્પન્ન થતી બાષ્પ હેઠળ પીગળે છે અને ધાતુના પીગળેલા ગઠ્ઠા હાઇડ્રોજનમાં ટકાવી રાખવામાં આવે છે અને પ્રતિક્રિયાત્મક દ્રવ્ય પર પ્રવાહીના છાંટા ન ઉડે ત્યાં સુધી પાણી સાથે સ્થિર પ્રતિક્રિયા કરતી હોય તેમ લાગે છે. તેના પરિણામે ઉષ્માનું વિસર્જન અને વિસ્ફોટ થાય છે, પીગળેલા સોડિયમ અને સોડાખારનું મિશ્રણ વેરવિખેર થાય છે અને કેટલીક વખત જ્યોત પ્રગટે છે. (18.5 g explosion [૧])આ વર્તણૂંક અનપેક્ષિત છે અને ક્ષારયુક્ત ધાતુઓમાં સામાન્ય રીતે સોડિયમ આશ્ચર્ય સર્જે છે, કારણ કે લિથિયમ પૂરતી સક્રિય નથી અને પોટેશ્યમ અતિસક્રિય ધાતુ છે. રસાયણશાસ્ત્રના વિદ્યાર્થીઓ પોટેશ્યમના મોટા ટુકડા સાથે પ્રક્રિયાની કસોટી કરવાનો પ્રયાસ ન કરવો જોઈએ.

સોડિયમ એ મેગ્નેશ્યમ કરતાં ઘણી વધારે પ્રતિક્રિયાશીલ છે, સોડિયમના અતિ નીચા ગલનબિંદુના કારણે પ્રતિક્રિયાશીલતા વધુ વધારી શકાય છે. સોડિયમ હવામાં સળગે (સોડિયમ સાથે પાણીની પ્રક્રિયાથી હાઇડ્રોજન વાયુ ઉત્પાદન થાય છે તેના કરતાં ઊલટું) ત્યારે વધુ સરળતાથી સોડિયમ પીગળી શકે તેટલા ઊંચા તાપમાનનું ઉત્પાદન થાય છે, તેની વધુ સપાટી હવાના સંપર્કમાં આવે છે અને આગ ફેલાય છે.

સોડિયમથી લાગેલી આગને બુઝાવવા કેટલાંક સામાન્ય અગ્નિશામકો અસરકારક નિવડે છે. ચોક્કસ પાણી અને પાણી આધારિત ફીણથી સોડિયમ વડે લાગેલી આગ વધુ ભડકે છે. સોડિયમની આગ બુઝાવવા CO₂ અને હેલોન અવારનવાર બિનઅસરકારક નિવડ્યાં છે. જ્યારે અગ્નિશામક નુકસાનીયુક્ત હોય ત્યારે આગ વધારે પ્રજ્વલિત થાય છે. સોડિયમની આગ બુઝાવવા બહુ ઓછી ચીજવસ્તુઓ અસરકારક છે, જેમાં પાયરોમેટ અને મેટ-એલ-એક્સ સામેલ છે. પાયરોમેટ ફ્લો કે એન્ટિ-ક્લમ્પ એજન્ટ્સ સાથે NaCl/(NH₄)₂HPO₄નું મિશ્રણ છે તે આગને ઓછી કરે છે, ઉષ્મા ખેંચી લે છે અને અભેદ્ય સ્તર બનાવવા પીગાળે છે. તમામ પ્રકારની આગ માટે આ ગુણવત્તાયુક્ત સૂકા-પાવડરના ધાતુનું બનેલું અગ્નિશામક છે. મેટ-એલ-એક્સ એ મોટા ભાગે સોડિયમ ક્લોરાઇડ, નચલ છે, જેમાં અભેદ્ય-પડ તરીકે અને ફ્લો કે એન્ટિ-ક્લમ્પિંગ એજન્ટ્સ તરીકે અંદાજે પાંચ ટકા સરન પ્લાસ્ટિક હોય છે. તે મોટા ભાગે હાથથી ઉપયોગ કરી શકાય તેવો ચમચો છે. અન્ય આત્યંતિક અગ્નિશામક ચીજવસ્તુઓમાં Lith+ સામેલ છે, જે ઓર્ગેનોફોસ્ફેટ સાથે સૂકા પાવડર આધારિત ગ્રેફાઇટ છે. તે અગ્નિ મંદ કરે છે અને Na+, એ Na₂CO₃ આધારિત વસ્તુ છે. વૈકલ્પિક રીતે સ્પષ્ટ સૂકી રેતી ઓક્સિજનને મંદ કરી શકે છે અને સોડિયમને મળતાં ભેજના પ્રવાહને ઓછી કરી શકે છે.

રાસાયણિક પ્રક્રિયાની ચર્ચા કરી હોવાથી મોટા જથ્થામાં સોડિયમ (10 કે 100 ગ્રામ કરતાં વધારે)નો નિકાસ પરવાનાયુક્ત જોખમી ચીજવસ્તુઓ દૂર કરવાના સાધન વડે કરવો જોઈએ. નાનો જથ્થો હોય તો તેના ટુકડા કરી શકાય છે અને ઇથેનોલ સાથે તટસ્થ કરી શકાય છે (જેમાં પાણીની સરખામણીમાં બહુ ઓછી પ્રક્રિયા થાય છે). મિથેનોલ સાથે પણ તેને તટસ્થ કરી શકાય છે (જેમાં ઇથેનોલ કરતાં પ્રક્રિયા વધારે ઝડપથી થાય છે, પણ પાણી કરતાં ઓછી સક્રિયતા જોવા મળે છે), પણ તેમ છતાં સાવધાની લેવી જોઈએ, કારણ કે ઇથેનોલ કે મિથેનોલ પ્રક્રિયામાંથી પ્રાપ્ત થતાં કોસ્ટિક ઉત્પાદનો આંખો અને ત્વચા માટે નુકસાનકારક છે. આલ્કોહોલ પ્રતિક્રિયા સંપૂર્ણ થઈ હોય તેવું લાગે અને પ્રક્રિયાના તમામ ટુકડા તૂટી જાય કે ઓગળ જાય પછી આલ્કોહોલ અને પાણીના મિશ્રણ (શુદ્ધ પાણી)નો ઉપયોગ અંતિમ શુદ્ધિકરણ માટે સાવધાનીપૂર્વક કરવો જોઈએ. નીપેજલા ઉત્પાદનો સંપૂર્ણપણે ઓગળી ન જાય અને નહેરમાંથી વહી ન જાય ત્યાં સુધી થોડી મિનિટ ઊભા રહેવું જોઈએ. કોઈ પણ નીપજેલા દ્રવ્ય કે સોડિયમ ધરાવતા વાસણને ધોવાનો અને પાણીમાં પલાળવાનો હેતુ નીકના ખાંચામાં આલ્કોહાલ અક્રિયાશીલ સોડિયમનું વહન ન કરે તેની સુનિશ્ચતતા કરવાનો છે. નીકની જગ્યામાં પાણી સાથે પ્રક્રિયા થઈને હાઇડ્રોજનનું ઉત્પાદન થઈ શકે છે, જે પ્રજ્વલિત થઈને નીકના મોરીમાં વિસ્ફોટ કરી શકે છે.

બાહ્ય લિંક્સ

• "નેટ્રિયમ"નું વ્યૂતપતિશાસ્ત્ર-ના સંકેતનો સ્રોત
• WebElements.com – સોડિયમ
• વૂડન આવર્ત કોષ્ટક કોષ્ટકમાં સોડિયમ પર પ્રવેશ
• પાચક સોડિયમ
• ધ બર્કલી લેબોરેટરરી પ્રોજેક્ટ માંથી સોડિયમ આઇસોટોપના માહિતી