Durante miles de millones de años, el sodio se desprende de las rocas y los suelos y acaba en los océanos, donde puede permanecer durante unos 50.106 años. El agua de mar contiene aproximadamente 11.000 ppm de sodio. Los ríos sólo contienen unas 9 ppm.
El agua potable suele contener unos 50 mg/L de sodio. Este valor es claramente superior en el caso del agua mineral. En forma soluble el sodio siempre se presenta como iones Na+.
¿De qué manera y en qué forma reacciona el sodio con el agua?
El sodio elemental reacciona fuertemente con el agua, según el siguiente mecanismo de reacción:
2Na(s) + 2H2O → 2NaOH(aq) + H2(g)
Se forma una solución incolora, compuesta por hidróxido de sodio fuertemente alcalino (sosa cáustica) y gas hidrógeno. Se trata de una reacción exotérmica. El sodio metálico se calienta y puede inflamarse y arder con una llama naranja característica. El gas hidrógeno liberado durante el proceso de combustión reacciona fuertemente con el oxígeno del aire.
Una serie de compuestos de sodio no reaccionan tan fuertemente con el agua, pero son fuertemente solubles en agua.
Solubilidad del sodio y de los compuestos de sodio
Existen varios ejemplos de solubilidad en agua del sodio. De los compuestos de sodio más conocidos es el cloruro de sodio (NaCl), también conocido como sal de cocina. A 20oC la solubilidad es de 359 g/L, es decir, adecuadamente soluble en agua. La solubilidad es casi independiente de la temperatura. El carbonato de sodio (Na2CO3) también es adecuadamente soluble en agua. La solubilidad es de 220 g/L a 20oC.
¿Por qué el sodio está presente en el agua?
Los compuestos de sodio acaban naturalmente en el agua. Como se mencionó anteriormente, el sodio proviene de las rocas y los suelos. No sólo los mares, sino también los ríos y los lagos contienen cantidades significativas de sodio. Sin embargo, las concentraciones son mucho más bajas, dependiendo de las condiciones geológicas y de la contaminación de las aguas residuales.
Los compuestos de sodio sirven para muchos fines industriales diferentes, y también pueden acabar en el agua de las industrias. Se aplican en la metalurgia y como agente refrigerante en los reactores nucleares. El nitrato de sodio se utiliza a menudo como fertilizante sintético.
Alrededor del 60% del sodio se utiliza en las industrias químicas, donde se convierte en gas de cloro, hidróxido de sodio o carbonato de sodio, y alrededor del 20% del sodio se utiliza en las industrias alimentarias como conservante o agente aromatizante. El resto se aplica, por ejemplo, como salmuera en invierno.
El hidróxido de sodio puede aplicarse para evitar la obstrucción de las tuberías del alcantarillado, y el carbonato de sodio se aplica en la purificación del agua para neutralizar los ácidos. El hidrogenocarbonato de sodio es un componente del polvo de respaldo, y se aplica en las industrias textil y del cuero y en la producción de jabones y limpiadores. En los limpiadores sanitarios, el elemento está presente en forma de hipoclorito de sodio.
Utilizando el metal de sodio, se pueden extraer el berilio, el torio, el titanio y el circonio. En las luces de las farolas suele haber una pequeña porción de sodio en las luces de neón, lo que hace que consuman menos electricidad.
El isótopo radiactivo 24Na se aplica en la investigación médica.
¿Cuáles son los efectos medioambientales del sodio en el agua?
Se atribuye al sodio la clase de peligro del agua 2, es decir, es un riesgo cuando está presente en el agua. Sin embargo, el cloruro de sodio no es un riesgo y se le atribuye la clase de peligro del agua 1.
El sodio es un mineral dietético para los animales. Sin embargo, las plantas apenas contienen sodio. El valor LC50 para los peces dorados es de 157 mg/L. El hipoclorito de sodio de los limpiadores sanitarios puede contribuir a la formación de hidrocarburos clorados, por lo que puede cargar fuertemente las aguas residuales.
Sólo se da un isótopo de sodio de forma natural, el estable 23Na. Hay 13 isótopos de sodio inestables, que son ligeramente radiactivos.
¿Cuáles son los efectos del sodio en el agua sobre la salud?
El sodio está presente en el cuerpo humano en cantidades de unos 100 g. Es un mineral dietético, parcialmente responsable de las funciones nerviosas. El suero sanguíneo contiene 3,3 g/l de sodio. Regula los fluidos extracelulares, el equilibrio ácido-base y el potencial de las membranas, en parte junto con el potasio.
Una sobredosis de sodio procedente de la sal de cocina puede producirse. Esto provoca un aumento de la presión arterial, arteriosclerosis, edema, hiperosmolaridad, confusión y un mayor riesgo de infección por la ingesta excesiva de Na+. La escasez de sodio puede provocar deshidratación, convulsiones, parálisis muscular, disminución del crecimiento y entumecimiento general.
En general, los seres humanos necesitan unos 300 mg de cloruro de sodio al día para garantizar un nivel de sodio equilibrado. Las personas que padecen diarrea u otros efectos de salud que aumentan las necesidades de sal necesitan una cantidad de sodio en la dieta superior a la habitual. La ingesta de sal de cocina por parte de los adultos es de una media de 9 g al día, lo que se traduce en unos 4 g de sodio. A las personas con enfermedades cardíacas y renales se les recomienda una dieta pobre en sodio.
La solución de sal de cocina se aplicaba antiguamente como provocador de vómitos. La sosa cáustica puede afectar profundamente a los tejidos.
¿Qué tecnologías de purificación del agua se pueden aplicar para eliminar el sodio del agua?
Para eliminar el cloruro de sodio del agua, se puede aplicar la ósmosis inversa, la electrodiálisis, las técnicas de destilación o el intercambio de iones. La ósmosis inversa es la más económica teniendo en cuenta los requisitos de energía y dinero.
El sodio se aplica en la purificación del agua. Puede funcionar como un ión de contraste de calcio y magnesio en los ablandadores de agua. La sosa cáustica y el per carbonato de sodio se aplican para neutralizar los ácidos. El bisulfito de sodio (NaHSO3) se aplica como reductor de productos químicos fuertemente oxidantes, el sulfuro de sodio (Na2S) para la precipitación de metales complejados.
Literatura y los otros elementos y su interacción con el agua