Suolat (kemia) — ioniyhdisteet, NaCl, elektrolyytit ja ominaisuudet

Tutustu suoliin: ioniyhdisteet, NaCl, elektrolyytit ja niiden ominaisuudet — miten suolat dissosioituvat, johtavat sähköä ja sulattavat jäätä.

Kemiassa suola on mikä tahansa neutraali kemiallinen yhdiste, joka koostuu kationeista (positiivisista ioneista) ja anioneista (negatiivisista ioneista). Tärkein suola on natriumkloridi, jonka kemiallinen kaava on NaCl. Suolat syntyvät usein happo–emäs-reaktioissa; esimerkkinä suolahapon neutraloituminen natriumhydroksidilla: HCl + NaOH -> NaCl + H2O + lämpö. Natriumkloridia saadaan myös meren suolan haihduttamisella tai mineraalina (haliitti).

Rakenne ja sidokset

Suolat ovat yleensä ionisia yhdisteitä, joissa positiiviset ja negatiiviset ionit sitoutuvat toisiinsa elektrostaattisilla voimilla muodostaen säännöllisen kiderakenteen (ioniverkko). Tämän vuoksi monilla suoloilla on korkeat sulamis- ja kiehumispisteet sekä kovan, hauraan rakenteen. Ionisessa kiteisessä suolassa ionit ovat usein monikulmaisesti koordinoituneita, kuten NaCl:n tyypillisessä face-centered cubic -verkossa (haliitti).

Sähkönjohtavuus ja elektrolyytit

Kun suola liukenee veteen tai sulatetaan, ionit pääsevät liikkumaan vapaasti ja aine johtaa sähköä. Suolojen sekoituksia veteen kutsutaan elektrolyyteiksi. Sähkö pystyy kulkemaan elektrolyyttien sekä sulatettujen suolojen läpi, koska ionit toimivat varauksen kantajina. Biologiassa tärkeät elektrolyytit ovat esimerkiksi Na+, K+, Ca2+ ja Cl−, jotka ylläpitävät solujen toimintoja ja elimistön nestetasapainoa.

Liukoisuus ja liuoksen ominaisuudet

Suolojen liukoisuus veteen vaihtelee suuresti: jotkin suolat (esim. NaCl, KNO3) liukenevat hyvin, toiset (esim. BaSO4, CaSO4) huonosti. Liukoisuuteen vaikuttavat ionien varaus, ionien koko ja kiderakenne sekä lämpötila. Kun suola liukenee, se dissosioituu ioneiksi; tätä kuvaa myös määritelmä, että suola on ioninen yhdiste, joka dissosioituu muodostaen muun positiivisen ionin kuin vetyionin ja muun negatiivisen ionin kuin hydroksyyli-ionin. Liuenneen suolan ionit vaikuttavat liuoksen fysikaalisiin ominaisuuksiin (esim. osmoottinen paine, sähköjohtavuus) ja kemiallisiin tasapainotiloihin (kuten common-ion -efekti).

Jäätymisen estäminen ja tienhoito

Suolat alentavat veden jäätymispistettä (jään muodostumisen lämpötilaa) — ilmiö perustuu kolligatiivisiin ominaisuuksiin, erityisesti jäätymispisteen alenemiseksi kutsuttuun ilmiöön. Tämän vuoksi teitä ja jalkakäytäviä käsitellään talvisin suolalla, kun lämpötila on hieman pakkasen puolella; yleisimmin käytettyjä ovat NaCl sekä tehokkaammat mutta korroosiivisemmat CaCl2- ja MgCl2-seokset, jotka toimivat myös matalammissa lämpötiloissa.

Luokittelu ja erityystyypit

• Tavalliset suolat: neutraalit ioniyhdisteet kuten NaCl, KCl.
• Happamat ja emäksiset suolat: syntyvät, jos hapon tai emäksen protonointi ei ole täydellinen (esim. natriumväkeväsooderivaatit).
• Kaksois- ja monikomponenttisuolat: yhdisteitä, joissa on kahta tai useampaa eri kationia tai anionia (esim. KNaSO4).
• Kompleksisuolat: sisältävät koordinaatiojärjestelmiä ja kompleksiantioneja tai -kationeja (esim. [Fe(CN)6]4− -tyyppiset yhdisteet).

Käyttöalueet ja merkitys

Suoloilla on laaja-alaisia käyttötarkoituksia: ruokasuola (NaCl) elintarvikkeissa, teollinen käyttö (kemianteollisuus, vedenpehmennys, sulatusaineet), maatalous (lannoitteiden valmistus), lääketiede (isosotoniat liuokset) ja laboratoriokemia (suoloja käytetään lähtöaineina ja suolojen liuoksia pH- ja ionitason säätelyssä). Monet mineraalit ja malmit ovat suoloja tai sisältävät suoloja, joten ne ovat myös tärkeitä raaka-aineita.

Turvallisuus ja ympäristö

Suolojen käyttöön liittyy ympäristö- ja korroosioriskejä: teillä käytetty suola voi aiheuttaa kasvillisuudelle ja vesistöille haittoja sekä korroosiota rakenteissa. Joidenkin suolojen, kuten raskasmetallisuolojen, toksisuus tulee huomioida käsittelyssä ja jätemateriaalien käsittelyssä.

Yhteenvetona: suolat ovat ionisia, neutraaleja yhdisteitä, joilla on keskeinen rooli kemian, biologian, teollisuuden ja arkielämän ilmiöissä — niiden ominaisuudet perustuvat ioniseen luonteeseen, liukoisuuteen ja siihen, miten ionit käyttäytyvät vedessä tai sulassa tilassa.

Pöytäsuola

Katso myös ruokasuola

Englannin kielen sana "Salt" tarkoittaa usein "pöytäsuolaa" tai "ruokasuolaa" (eli syötävää suolaa). Tällainen suola koostuu pääasiassa natriumkloridista (NaCl). Se on yksi niistä harvoista mineraaleista, joita ihmiset syövät paljon, mutta sitä voidaan käyttää muuhunkin kuin ruoan maun antamiseen. ylös natriumkloridia. Molempia näistä tarvitaan kaikille eläville olennoille, myös ihmisille, mutta niitä ei aina syödä suolan muodossa, jossa niitä on yhdessä suuria määriä. Jotkut kansat, kuten Etelä-Amerikan yanomami-heimo, syövät hyvin vähän suolaa. Suolaa käytetään kontrolloimaan veden määrää elimistössä. Suolainen maku on myös yksi perusmauista. Suolan himo voi johtua siitä, että elimistössä ei ole riittävästi mineraaleja, kuten natriumkloridia.

Liian paljon tai liian vähän suolaa syöminen voi lisätä terveysongelmien todennäköisyyttä, esimerkiksi [[verenpainetauti]]. Kun ruokaa valmistetaan, suolaa käytetään säilöntäaineena, jotta ruoka säilyy pidempään, ja mausteena, joka antaa makua. Ruokasuolaa saa eri tavoin:

• Merestä suolan haihdutusaltaiden tai suolanpoistolaitosten avulla.
• Vuorelta tai maan alta suolakaivoksia käyttäen.
• Luonnon suolavedestä.
• Supermarketista.

 
Suolakaivoksen sisällä Romaniassa  

Kysymyksiä ja vastauksia

K: Mikä on suola?

K: Mikä on tärkein suolan laji?

K: Miten natriumkloridi muodostuu?

K: Millä nimellä kutsutaan suolojen seoksia vedessä?

K: Voiko sähkö kulkea elektrolyyttien läpi?

K: Miten suolat alentavat nesteen jäätymiseen tarvittavaa lämpötilaa?

K: Miten muuten suola voidaan selittää?

Hae kirjaimella