7. Neutralointi ja suolat
Valmistaminen
Ruokasuola eli NaCl on tietysti suola, mutta niin ovat myös mm. kalsiumfluoridi ja rautaoksidi eli ruoste. Suola on yleisnimitys kaikille ioniyhdisteille. Seuraavaksi tutustutaan neljään eri tapaan, miten kemiassa voidaan valmistaa erilaisia suoloja.
https://peda.net/id/3282041317f
Neutraloitumisreaktiossa happo reagoi emäksen kanssa ja tuloksena syntyy vettä ja suolaa:
happo + emäs [[$ \rightarrow $]] suola + vesi
Tarkoituksena on saada pH neutraaliksi eli arvon 7 tuntumaan. Jos liuos on alun perin hapan, tuodaan siihen sopiva määrä emästä. Jos liuos on emäksinen, liuotetaan siihen sopivasti happoa.
https://peda.net/id/328291cc17f
Neutraloitumisreaktiossa syntyvä suola syntyy hapon negatiivisesta ja emäksen positiivisesta ionista:
suolahappo eli vetykloridi + natriumhydroksidi [[$ \rightarrow $]] natriumkloridi + vesi
[[$ 2\text{Al} + 3\text{I}_2 \rightarrow \text{2 AlI}_3 $]]
https://peda.net/id/3283afd217f
Alumiini ja jodi reagoivat kiivaasti muodostaen alumiinijodidia.
happo + metalli [[$ \rightarrow $]] suola + vety
Kun sinkkiä liuotetaan suolahappoon ja vesi haihdutetaan pois, jäljelle jää tahmea suola:
vetykloridi + sinkki [[$ \rightarrow $]] sinkkikloridi + vety
https://peda.net/id/3284c1e417f
1. Neutraloitumisreaktio
Jos suolahappoa kuljettava säiliöauto joutuu onnettomuuteen ja happoa pääsee valumaan maahan, se neutraloidaan kalkilla tai soodalla eli emäksisillä aineilla.https://peda.net/id/3282041317f
Neutraloitumisreaktiossa happo reagoi emäksen kanssa ja tuloksena syntyy vettä ja suolaa:
happo + emäs [[$ \rightarrow $]] suola + vesi
Tarkoituksena on saada pH neutraaliksi eli arvon 7 tuntumaan. Jos liuos on alun perin hapan, tuodaan siihen sopiva määrä emästä. Jos liuos on emäksinen, liuotetaan siihen sopivasti happoa.
Neutraloitumisessa oksoniumionit ja hydroksidi-ionit yhtyvät vedeksi:
[[$ \text{H}_3\text{O}^+ + \text{OH}^- \rightarrow 2\text{H}_2\text{O} $]]
https://peda.net/id/328291cc17f
Neutraloitumisreaktiossa syntyvä suola syntyy hapon negatiivisesta ja emäksen positiivisesta ionista:
suolahappo eli vetykloridi + natriumhydroksidi [[$ \rightarrow $]] natriumkloridi + vesi
https://peda.net/id/3283206b17f
2. Metalli + epämetalli
Alkuainemuodossa olevat metallit ja epämetallit voivat reagoida keskenään muodostaen suolaa:[[$ 2\text{Al} + 3\text{I}_2 \rightarrow \text{2 AlI}_3 $]]
https://peda.net/id/3283afd217f
Alumiini ja jodi reagoivat kiivaasti muodostaen alumiinijodidia.
3. Muiden suolojen avulla
Kun yhdistetään kahden eri suolan vesiliuokset, molemmat tuovat omat positiiviset ja negatiiviset ioninsa liuokseen. Joskus käy niin, että toisen suolan positiiviset ja toisen negatiiviset ionit muodostavat veteen huonosti liukenevan suolan. Tämä suola muodostaa sakan, joka voidaan suodattaa liuoksesta:
https://peda.net/id/32843b5117f
Kobolttisulfaatin positiiviset koboltti-ionit ja ammoniumhydroksidin negatiiviset hydroksidi-ionit muodostavat veteen niukkaliukoisen kobolttihydroksidin.
4. Happo + metalli
Suoloja voidaan valmistaa myös haposta ja metallista:happo + metalli [[$ \rightarrow $]] suola + vety
Kun sinkkiä liuotetaan suolahappoon ja vesi haihdutetaan pois, jäljelle jää tahmea suola:
vetykloridi + sinkki [[$ \rightarrow $]] sinkkikloridi + vety
https://peda.net/id/3284c1e417f
Suolojen nimeäminen
Suolan nimeäminen perustuu sen muodostaviin ioneihin. Nimen etuosa tulee suolan positiiviselta ionilta tai ioneilta ja on yleensä sama kuin sen metallin nimi, josta ioni on muodostunut. Esimerkiksi natrium-, kalsium-, kupari-, alumiini- jne.
Harvoista moniatomisista positiivisista ioneista mainittakoon ammonium-ioni, joka koostuu yhdestä typpiatomista ja neljästä vetyatomista. Sen varaus on +1.
Nimen loppuosa tulee suolan negatiiviselta ionilta tai ioneilta mutta niiden nimeäminen ei mene yhtä suoraviivaisesti kuin positiivisella puolella. Yhdestä epämetallin atomista muodostuneet negatiiviset ionit päättyvät tavuun -di. Esimerkiksi happiatomista muodostuu oksidi-, rikkiatomista sulfidi- ja klooriatomista kloridi-ioni.
Negatiivisen puolen nimeämistä hankaloittaa monien erilaisten moniatomisten ionien määrä. Nämä negatiiviset ionit syntyvät, kun vastaava happo luovuttaa yhden tai useamman vety-ionin H+ emäkselle.
Esimerkiksi rikkihaposta jää kahden vetyionin luovutuksen jälkeen sulfaatti-ioni. Se koostuu yhdestä rikki- ja neljästä happiatomista ja sen varaus on -2. Typpihaposta jää yhden vetyionin luovutuksen jälkeen nitraatti-ioni, jossa on yksi typpiatomi ja kolme happiatomia. Varaus on siis -1.
Vesimolekyylin toimiessa hapon tavoin, siitä jää jäljelle tuttu hydroksidi-ioni. Se koostuu yhdestä happiatomista ja yhdestä vetyatomista. Sen varaus on -1.
https://peda.net/id/32853f7117f
Ammonium-, nitraatti, sulfaatti-, karbonaatti- ja fosfaatti-ionit.
Harvoista moniatomisista positiivisista ioneista mainittakoon ammonium-ioni, joka koostuu yhdestä typpiatomista ja neljästä vetyatomista. Sen varaus on +1.
Nimen loppuosa tulee suolan negatiiviselta ionilta tai ioneilta mutta niiden nimeäminen ei mene yhtä suoraviivaisesti kuin positiivisella puolella. Yhdestä epämetallin atomista muodostuneet negatiiviset ionit päättyvät tavuun -di. Esimerkiksi happiatomista muodostuu oksidi-, rikkiatomista sulfidi- ja klooriatomista kloridi-ioni.
Negatiivisen puolen nimeämistä hankaloittaa monien erilaisten moniatomisten ionien määrä. Nämä negatiiviset ionit syntyvät, kun vastaava happo luovuttaa yhden tai useamman vety-ionin H+ emäkselle.
Esimerkiksi rikkihaposta jää kahden vetyionin luovutuksen jälkeen sulfaatti-ioni. Se koostuu yhdestä rikki- ja neljästä happiatomista ja sen varaus on -2. Typpihaposta jää yhden vetyionin luovutuksen jälkeen nitraatti-ioni, jossa on yksi typpiatomi ja kolme happiatomia. Varaus on siis -1.
Vesimolekyylin toimiessa hapon tavoin, siitä jää jäljelle tuttu hydroksidi-ioni. Se koostuu yhdestä happiatomista ja yhdestä vetyatomista. Sen varaus on -1.
https://peda.net/id/32853f7117f
Ammonium-, nitraatti, sulfaatti-, karbonaatti- ja fosfaatti-ionit.
Suolojen kemialliset kaavat
Alle taulukkoon on koottu sekä positiivisia että negatiivisia ioneja kemiallisine kaavoineen (ionin varaus merkitään kaavan oikeaan yläkulmaan):
https://peda.net/id/3285c6b817f
Suolan kemiallista kaavaa kirjoitettaessa periaatteena on, että erimerkkiset varaukset menevät tasan. Ioniyhdisteet eli suolat ovat sähköisesti neutraaleja, joten niiden kemiallisiin kaavoihin ei tarvitse merkitä varauksia.Esimerkki:
Magnesiumkloridi. Koska magnesiumionilla on positiivinen varaus +2 ja kloridi-ionilla negatiivinen varaus -1, täytyy jokaista magnesiumionia kohti olla kaksi kloridi-ionia.
[[$ \text{Mg}^{2+} + 2\text{Cl}^- \rightarrow \text{MgCl}_2 $]]
Esimerkki: Alumiinisulfaatti. Koska alumiini-ionilla on positiivinen varaus +3 ja sulfaatti-ionilla negatiivinen varaus -2, täytyy neutraalissa yhdisteessä olla alumiini-ioneja kaksi ja sulfaatti-ioneja kolme kappaletta.
[[$ 2\text{Al}^{3+} + 3\text{SO}_4 \hspace{0.2 mm}^{2-} \rightarrow \text{Al}_2\text{(SO}_4\text{)}_3 $]]
Huomaa että kun suolassa on useampi moniatominen ioni, se täytyy laittaa kemiallisessa kaavassa sulkumerkkien sisään ja kyseisen ionin lukumäärä tulee sulkujen jälkeen oikeaan alakulmaan, kuten yllä olevassa esimerkissä alumiinisulfaatissa Al2(SO4)3 (sulfaatti-ioneja on kolme kappaletta).
Taulukossa alla on esimerkkejä suolojen kaavoista:
https://peda.net/id/3286485f17f
https://peda.net/id/3285c6b817f
Suolan kemiallista kaavaa kirjoitettaessa periaatteena on, että erimerkkiset varaukset menevät tasan. Ioniyhdisteet eli suolat ovat sähköisesti neutraaleja, joten niiden kemiallisiin kaavoihin ei tarvitse merkitä varauksia.Esimerkki:
Magnesiumkloridi. Koska magnesiumionilla on positiivinen varaus +2 ja kloridi-ionilla negatiivinen varaus -1, täytyy jokaista magnesiumionia kohti olla kaksi kloridi-ionia.
[[$ \text{Mg}^{2+} + 2\text{Cl}^- \rightarrow \text{MgCl}_2 $]]
Esimerkki: Alumiinisulfaatti. Koska alumiini-ionilla on positiivinen varaus +3 ja sulfaatti-ionilla negatiivinen varaus -2, täytyy neutraalissa yhdisteessä olla alumiini-ioneja kaksi ja sulfaatti-ioneja kolme kappaletta.
[[$ 2\text{Al}^{3+} + 3\text{SO}_4 \hspace{0.2 mm}^{2-} \rightarrow \text{Al}_2\text{(SO}_4\text{)}_3 $]]
Huomaa että kun suolassa on useampi moniatominen ioni, se täytyy laittaa kemiallisessa kaavassa sulkumerkkien sisään ja kyseisen ionin lukumäärä tulee sulkujen jälkeen oikeaan alakulmaan, kuten yllä olevassa esimerkissä alumiinisulfaatissa Al2(SO4)3 (sulfaatti-ioneja on kolme kappaletta).
Taulukossa alla on esimerkkejä suolojen kaavoista:
https://peda.net/id/3286485f17f