REAZIONI LEGATE AL SODIO METALLICO
Prerequisiti.
il sodio è un elemento metallico della prima colonna della tavola periodica, numero atomico 11, massa atomica 22,9898 u.m.a., carattere metallico, non si trova puro in natura ma solamente in forma combinata.

Strumenti e sostanze.
In laboratorio saranno presenti:
  • piatto di plastica
  • spruzzetta con acqua distillata;
  • provette e portaprovette;
  • sodio metallico (conservato in etere di petrolio);
  • spatola di plastica;
  • cartina al tornasole;
  • accendino.
Dispositivi di protezione individuali utilizzati:
  • camice;
  • guanti di cotone;
  • guanti in lattice;
  • occhiali di protezione.
Tempo di esecuzione.
Circa un'ora per l'esecuzione delle reazioni preceduta da circa mezz'ora di spiegazioni teoriche in classe.
Procedimento.
L'esperienza è stata condotta in maniera qualitativa e l'unica misura è stata svolta con una cartina al tornasole. Si è suddivisa in tre parti cosi come descritte in successione.
1) Il sodio si presenta in pani superficialmente ossidati, conservati in etere di petrolio.
I pani si possono tagliare con una spatola di plastica e nella superficie esposta appare il caratteristico colore argenteo dei metalli che si opacizza subito a contatto con l'aria secondo la seguente reazione.
L'etere di petrolio è necessario affinché quindi il sodio non venga a contato con l'ossigeno o con l'acqua, nessuna di queste due sostanze si scioglie infatti in etere di petrolio.
Reazione osservata:    4 Na (s) + O2 (g) —» 2 Na2O (s)

Nel primo esperimento il professore ha versato un po' di acqua in una provetta e ha misurato il pH con la cartina al tornasole.
Osservazione 1: la cartina al tornasole ha rilasciato il colorante nell'acqua che si è colorata in giallo-verde, colore relativo al pH neutro o leggermente acido.
L'acqua distillata risulta neutra (pH = 7) o leggermente acida (pH = 6) perché in essa si discioglie l'anidride carbonica (CO2) presente nell'aria.
Nel primo caso l'acqua presenta una concentrazione uguale di ioni OH- rispetto agli ioni H+; nel secondo caso presenta una concentrazione minore di ioni OH- rispetto agli ioni H+.
Reazione 1a:    H2O (l) ⇔ H+ (aq) + OH- (aq)
Questa reazione molto importante è detta ionizzazione dell'acqua.

Reazione 1b:    CO2 (g) + H2O (l) ⇔ H2CO3 (aq)
Reazione 1c:    H2CO3 (aq) ⇔ H+ (aq) + HCO3- (aq)

2) Nel secondo esperimento il professore ha versato un po' di acqua in una provetta, poi vi ha aggiunto un pezzettino di sodio, separato in precedenza con una spatola di plastica su un piattino pure di plastica e poi come nel caso precedente ha misurato il pH con la cartina al tornasole.
Osservazione: il sodio reagisce violentemente con l'acqua tanto che al solo contatto sprigiona un qualche gas.
Altra osservazione: la cartina al tornasole si è colorata in blu.
Osservazione: il sodio è un metallo alcalino estremamente reattivo a contatto con ossigeno e acqua per cui reagisce immediatamente liberando un gas.
Risultato: se una soluzione acquosa colora la cartina di tornasole in blu significa che è basica, cioè la soluzione acquosa presenta un eccesso di ioni OH- rispetto agli ioni H+.
Reazione 2a:    2 Na (s) + H2O (l) —» 2 NaOH (aq) + H2 (g)
Reazione 2b:    Na2O (s) + 2 H2O (l) —» 2 NaOH (aq) + H2 (g)
Reazione 2c:    NaOH (aq) = Na+ (aq) + OH- (aq)

3) L'esperimento è stato condotto similmente al precedente ma stavolta il professore ha tappato la provetta con un proprio dito (protetto dal guanto di cotone e di lattice).
Ha poi avvicinato la fiamma di un accendino mentre sollevava il proprio dito dall'estremità della provetta.
Osservazione: il sodio reagisce violentemente con l'acqua tanto che al solo contatto sprigiona un qualche gas.
Il gas esercita una pressione variabile sul dito del professore.
Il gas risulta infiammabile, si ha una piccola fiamma di colore arancio e si ode un suono di scoppio.
Reazione 3:    2 H2 (g) + O2 (g) —» 2 H2O (g) + calore

Conclusione.
Attraverso semplici reagenti portati dal docente in classe abbiamo potuto osservare diverse reazioni, tutte estremamente rapide, alcune irreversibili (si è fatto uso della freccia —» ) e altre reversibili (uso della doppia freccia ⇔ o del segno uguale = )