Suola

Suolakiteitä

Suolaonkemiassanykyisin käytetyn määritelmän mukaanyhdiste,jokakiinteässä olomuodossakoostuuionisidostenkoossa pitämistäkiteistä.Suolassakationinaon usein jokinmetalli-ioni,anioninataasepämetalli-ionitai jokin moniatominenkompleksi-ioni.

Tavallisia kationeja ovat muun muassa:

• ammoniumioni(NH₄⁺)
• natriumioni(Na⁺)
• kalsiumioni(Ca²⁺)
• rauta(II)- ja rauta(III)-ionit (Fe²⁺ja Fe³⁺)

Tavallisia anioneja ovat muun muassa:

• nitraatti-ioni (NO₃^-)
• sulfaatti-ioni (SO₄^2-)
• asetaatti-ioni (CH₃COO^-)
• kloridi-ioni (Cl^-)

Hapot, emäkset ja suolat

Suoloja syntyy esimerkiksihappojenjaemästenneutraloitumisreaktioissa:

happo + emäs → suola + vesi, esimerkiksi:

HCl+NaOH→NaCl+H₂O

H₂SO₄+ 2 NaOH →Na₂SO₄+ 2 H₂O

Varsinkin aikaisemmin olikin tapana määritellä suola aineeksi, jota syntyy veden ohella hapon ja emäksen reagoidessa keskenään.Tämän mukaisesti puhutaan myös eri happojen suoloista; esimerkiksisulfaatitovatrikkihaponja nitraatittyppihaponsuoloja.Natriumkloridi,jota puhekielessä sanotaan lyhyesti suolaksi, onsuolahaponsuola.

Brønstedinhappo-emästeoriassa suolan käsitteen, edellä sanotulla tavalla määriteltynä, voidaan katsoa menettäneen merkityksensä, mutta nimitys on vakiintunut tarkoittamaanioniyhdisteitä.Vaikka nykyinen määritelmä on aikaisemmasta poikkeava, valtaosa happojen ja emästen reagoidessa syntyvistä, vanhastaan suoloiksi nimitetyistä aineista on suoloja myös nykyisen määritelmän mukaan, siis ioniyhdisteitä. Toisaalta nykyisen määritelmän mukaan myös esimerkiksinatriumhydroksidion suola, joskin siinä oleva OH^--ioni on emäs. Sitä vastoinelohopea(II)kloridia(HgCl₂) ei enää pidetä suolana, koska se kiinteässä tilassakin koostuumolekyyleistä.Vanha ja uusi määritelmä eivät siis ole keskenään täysin yhteneviä.

Rakenne ja ominaisuudet

Suolalla on säännöllinen ionisidosten muodostamakiderakenne,ionihila.Ionihila on kova, mutta ilmenevien hylkimisvoimien vuoksi myös hauras rakenne. Kide pirstoutuu helposti iskun vaikutuksesta, kun positiiviset ionit osuvat kohdakkain positiivisten ja negatiiviset negatiivisten ionien kanssa. Suolan kiteisyys on seurausta ionihilasta.

Suolan korkeasulamispistejohtuu ionien välisistä voimakkaista sähköisistä vetovoimista. Vastakkaismerkkiset ionit vetävät toisiaan puoleensa ja pitävät siten yhdisteen hilarakenteen koossa. Suolan sulaessa ionit irtautuvat kidehilasta ja pääsevät liikkeelle. Sulaneina suolatjohtavatvapaasti liikkuvien ionien vuoksi sähköä, mutta kiinteässä olomuodossa ne eivät johda, koska silloin ionit pysyvät paikoillaan kidehilassa.

Suolan liukeneminen veteen

Monet suolatliukenevatrunsaasti veteen. Niiden joutuessa kosketuksiin veden kanssa pienet vesimolekyylit tunkeutuvat ionihilaan.Poolisuutensavuoksi vesimolekyylit muodostavat ioni-dipolisidoksia suolan ionien kanssa ja saartavat ne. Suolat muuttuvat vesimolekyylien ympäröimiksiakvaioneiksielihydraateiksi,jolloin ionihilan ionisidokset eivät ole enää kyllin vahvoja pitääkseen hilaa koossa. Ionihila siis hajoaa akvaioneiksi. Akvaionit pääsevät vedessä liikkeelle hieman samaan tapaan kuin ionit suolasulatteessa. Suolan vesiliuokset johtavat siten sähköä.

Joissain suoloissa vesimolekyylit ovat osana kidehilaa. Tällaista vettä sanotaankidevedeksi.Vettä sitovaa elihygroskooppistasuolaa kuumennettaessa vesi irtoaa kidehilasta ja kiteet rapautuvat. Rapautuneet kiteet pyrkivät ottamaan menettämänsä veden takaisin ja sitovat vettä ympäristöstään. Tällaista kuivattavaa suolaa pakataan joskus pieninä pusseina mukaan tuotteisiin, joiden on tarkoitus saapua kuivina kuluttajalle, esimerkiksi elektroniikkatuotteisiin ja kenkiin.

Suolojenliukoisuudessaveteen on eroavaisuuksia.Alkalimetalli-jaammoniumsuolatsekä kaikkinitraatitliukenevat hyvin veteen. Toisaalta jotkin suolat, kutenhopeakloridi(AgCl) jabariumsulfaatti(BaSO₄), sekä useimmatkarbonaatitjasilikaatitovat hyvin niukkaliukoisia tai käytännössä liukenemattomia.

Suolaa liukenee veteen, kunnes vesi muuttuukylläiseksi.Kylläiseen veteen suola jää omaksifaasikseen.

Suolojen vesiliuokset ja niiden pH

Erivahvuisten happojen ja emästen reagoidessa syntyvän suolan vesiliuos voi olla hapan, emäksinen tai neutraali.

• Vahva happo+vahva emäs⇒neutraali
• Vahva happo+heikko emäs⇒hapan
• Heikko happo+vahva emäs⇒emäksinen
• Heikko happo+heikko emäs⇒ riippuu hapon ja emäksenhappovakioista

Suolan tyyppi	Esimerkki	Kommentti	Liuoksen pH
Kationi tulee vahvasta emäksestä. Anioni tulee vahvasta haposta.	KCl, KNO3,NaCl, NaNO3	Kumpikaan ei toimi happona eikä emäksenä.	pH ~ 7
Kationi tulee vahvasta emäksestä. Anioni tulee heikosta haposta.	NaC2H3O2,KCN, NaF	Anioni toimii emäksenä. Kationilla ei vaikutusta.	pH > 7
Kationi tulee heikosta emäksestä. Anioni tulee vahvasta haposta.	NH4Cl, NH4NO3	Kationi toimii happona. Anionilla ei vaikutusta.	pH < 7
Kationi tulee heikosta emäksestä. Anioni tulee heikosta haposta.	NH4C2H3O2,NH4CN	Kationi toimii happona. Anioni toimii emäksenä.	pH < 7, jos Ka> Kb. pH > 7, jos Kb> Ka. pH = 7, jos Ka= Kb.
Kationi on varautunut metalli-ioni. Anioni tulee vahvasta haposta.	Al(NO3)3,FeCl3	Hydratoitunut kationi toimii happona. Anionilla ei vaikutusta.	pH < 7

Usein kuitenkinhappamilla suoloillatarkoitetaan nimenomaan sellaisia suoloja, joissa olevaanionisisältää vetyä ja voi toimia happona. Sellainen on esimerkiksinatriumvetysulfaatti(NaHSO₄), jossa anionina onvetysulfaatti-ioni (HSO₄^-).

Nimeäminen

Suolojen nimissä ensin tulee kationi ja sitten anioni. Jos kationina toimii metalli, jolla voi olla useitahapetuslukuja,sen varaus merkitään sulkuihin. Esimerkkejä:kaliumnitraatti(KNO₃),kaliumnitriitti(KNO₂),natriumnitridi(Na₃N),lyijy(IV)oksidi(PbO₂),ammoniumnitraatti(NH₄NO₃).

Orgaanisia anioneja sisältävien suolojen nimissä metalli tulee myös ensin, mutta kaavassa kirjoitusjärjestys muuttuu, esimerkiksinatriumasetaatti(CH₃COONa),kalsiumoksalaatti((COO)₂Ca).

Katso myös

• Tiesuola
• Ruokasuola
• Merisuola
• Salmiakki
• Kristallisuola
• Antimoni-magnesiumakku

Lähteet

• Kalle Lehtiniemi:Mooli 1, Lukion kemia, peruskurssi,s. 69–71. Otava, 2002.ISBN 951-1-16124-5.

Aiheesta muualla

• Kuvia tai muita tiedostoja aiheestaSuolaWikimedia Commonsissa