Le sodium est un élément métallique mou et malléable qui est le sixième élément le plus abondant dans la nature sur Terre, où il est combiné dans divers types de composés salins allant du chlorure de sodium, NaCl, à l’hydroxyde de sodium, NaOH. L’élément a été découvert par Sir Humphrey Davy, un chimiste britannique de renom, en 1807, et, au départ, on s’est demandé s’il s’agissait d’un métal car l’une des propriétés du sodium est qu’il est moins dense que les autres métaux et si doux qu’il peut être facilement coupé avec un couteau. Le sodium métallique est également très réactif avec l’eau et, lorsqu’il est chauffé dans l’air, s’enflamme, libérant de l’hydrogène gazeux dans une réaction exothermique qui peut provoquer des explosions dans des environnements confinés. Les laboratoires stockent généralement le métal pur au fond de pots de kérosène pour l’empêcher d’entrer en contact avec l’eau liquide ou l’humidité atmosphérique diffuse.
Les propriétés chimiques du sodium incluent le fait qu’il est très réactif avec de nombreux types d’autres éléments et composés, y compris la plupart des halogénures métalliques, l’ammoniac et l’hydrogène. Il ne réagit cependant que faiblement avec le carbone et pas du tout avec l’azote ou les gaz inertes tels que le xénon et l’argon. Cela en fait un composant utile en tant que vapeur dans les lampes à vapeur de sodium, qui sont des sources lumineuses à haut rendement qui n’affichent pas une baisse du rendement lumineux à mesure qu’elles vieillissent. Comme l’une des propriétés du sodium est qu’il a un point de fusion bas de 208° Fahrenheit (98° Celsius) et qu’il ne réagit pas avec l’acier, il a été utilisé comme réfrigérant liquide pour les réacteurs nucléaires des sous-marins. Ces réacteurs sont connus sous le nom de réacteurs rapides à métal liquide (LMFR) et offrent une puissance élevée pour leur petite taille, tandis que le caloporteur au sodium élimine le besoin de cuves de confinement à haute pression sur ces navires.
Les propriétés physiques du sodium métal le classent dans la famille des éléments chimiques alcalins qui comprennent d’autres métaux légers tels que le potassium, le lithium et le césium. Ce sont des métaux hautement réactifs qui se lient librement dans la nature avec d’autres éléments, rendant le sodium présent sous diverses formes largement utilisées en médecine et en agriculture. Alors que le chlorure de sodium, NaCl, est le deuxième minéral le plus abondamment dissous dans l’eau de mer, le carbonate de sodium, Na2CO3, se trouve dans le calcaire et a été le minerai le plus fréquemment extrait par l’humanité, utilisé depuis au moins 1370 avant JC dans la production de verre. Étant donné que l’une des propriétés majeures du sodium est qu’il s’agit d’un métal léger qui est en réalité moins dense que l’eau, cela en fait un élément traceur utile qui dégage un faible niveau de désintégration radioactive sous la forme d’isotopes sodium-22 et sodium- 24. Ces isotopes sont utilisés en imagerie médicale ainsi que pour suivre les fuites dans les pipelines enterrés qui transportent du pétrole et d’autres composés industriels.
D’autres utilisations du sodium incluent son rôle en tant qu’élément important de la nutrition pour les humains, les animaux et les plantes. Il est également largement utilisé pour fabriquer des matières organiques telles que le savon et l’hypochlorite de sodium, NaOCl, qui est un composant clé de l’eau de Javel pour les textiles et le papier, ainsi qu’un agent désinfectant utile. Le sodium est également utilisé pour améliorer les qualités des alliages métalliques et sert de bon conducteur d’électricité où il peut réduire la consommation d’énergie électrique dans l’éclairage au néon.