Obtención del sodio
El sodio es un elemento metálico perteneciente al grupo de los elementos alcalinos. Es uno de los elementos con mayor demanda a nivel industrial. El sodio en estado puro no existe de forma libre en la naturaleza, debido a su gran reactividad, característica común al resto de los elementos de dicho grupo.
El sodio, como metal plateado que conocemos, se obtiene por fabricación mediante el proceso Downs, en el cual el cloruro de sodio se electroliza en el estado de fundición. Dicha electrólisis se lleva a cabo en una celda cilíndrica que posee un ánodo central de grafito y un cátodo de acero circundante. Se utiliza una mezcla de cloruro de calcio junto con cloruro de sodio para atenuar el punto de fusión con la finalidad de reducir la temperatura de trabajo en la celda. A pesar de que el cloruro de calcio tiene un solo punto de fusión de unos 772ºC, cuando se mezcla un 67% de éste con un 33% de cloruro de sodio, el punto de fusión andará en torno a los 580ºC. Y es precisamente este bajo punto de fusión que posee la mezcla el que hace que sea comercialmente factible como proceso.
Ambos electrodos se encuentran separados por un diafragma de forma cilíndrica con una malla de acero, de manera que el sodio que se va fundiendo, flotará sobre el compartimento del cátodo, manteniéndose aislado por lo tanto, del cloro en forma de gas que se formará en el ánodo.
Na^+ ( NaCl) + e^- → Na (l)
2 Cl^- ( NaCl) → Cl2 (g) + 2 e^-
El sodio tipo metálico que se forma contendrá en torno a un 0.2 % de calcio metálico. Al enfriarse la mezcla de dichos metales a 110ºC, se permite que las impurezas del calcio se vuelvan sólidas y por lo tanto se hunda en el líquido. En cambio, el sodio en estado puro se mantiene en estado líquido, pudiendo incluso ser bombeado a los moldes refrigerados, donde tendrá lugar la posterior solidificación.
El sodio metálico se necesita para la síntesis y formación de muchísimos compuestos derivados del sodio, teniendo principalmente dos usos, sobre todo, la extracción de diferentes metales. Siendo la forma más sencilla de obtener otros metales algo menos comunes como puedan ser el torio, zirconio, titanio, etc., a través de reducción de distintos compuestos de sodio. Como ejemplo, podemos obtener titania al reducir el cloruro de titanio (IV) con el sodio metálico, a través de la siguiente reacción:
TiCl4 (l) + 4 Na (s) → Ti (s) + 4 NaCl(s)
El cloruro de sodio se consigue eliminar al lavar el titanio metálico puro.
Otro uso importante del sodio metálico es como aditivo de la gasolina. En Estados Unidos está prohibido el PTE, tetraetilo de plomo, como aditivo en las gasolinas, debido a que es tóxico, además de que contamina el aire, pero aún se utiliza en muchos países con la finalidad de aumentar el octanaje en las gasolinas de menor coste. El PTE se sintetiza aprovechando la reacción entre el plomo-sodio (aleación) y el cloruro de etilo:
4NaPb (s) + 4 C2H5Cl (g) → (C2H5)4 Pb(l) + 3 Pb (s) + 4 NaCl (s)
