Suola

Suola on ionisidosnaten muodostama yhdiste eli ioniyhdiste. Suolassa kationi on usein jokin metalli-ioni, anionina taas epämetalli-ioni tai jokin moniatominen ioni. Tavallisia kationeja ovat mm. 

ammoniumioni NH₄⁺

kalsiumioni Ca²⁺

rauta(II)- ja rauta(III)-ionit Fe²⁺ ja Fe ³⁺

Tavallisia anioneja ovat mm.

• nitraatti-ioni NO₃^-
• asetaatti-ioni CH₃COO^-
• kloridi-ioni Cl^-

Suoloja syntyy esimerkiksi happojen ja emästen neutraloitumisreaktioissa:

emäs + happo → suola + vesi , esimerkiksi

2 NaOH + H₂SO₄ → Na₂SO₄ (natriumsulfaatti) + 2 H₂O

Varsinkin aikaisemmin olikin tapana määritellä suola aineeksi, jota syntyy veden ohella hapon ja emäksen reagoidessa keskenään. Vaikka nykyinen määritelmä on täysin toinen, valtaosa tällä tavoin syntyvistä 'suoloista' on suoloja myös nykyisen määritelmän mukaan, siis ioniyhdisteitä.

Rakenne ja ominaisuudet

Suolalla on säännöllinen ionisidosten muodostama kiderakenne, 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 korkea sulamispiste johtuu ionien välisistä voimakkaista sähköisistä vetovoimista. Vastakkaismerkkiset ionit vetävät toisiaan puoleensa ja pitävät siten yhdisteen hilarakenteen koossa. Suolan sulaessa ionit irtautuvat kidehilasta ja pääsevät liikkeelle. Suolojen sulatteet johtavat vapaiden ionien vuoksi sähköä.

Suolan liukeneminen veteen

Kun suola joutuu kosketuksiin veden kanssa, pienet vesimolekyylit tunkeutuvat ionihilaan. Poolisuutensa vuoksi vesimolekyylit muodostavat ioni-dipolisidoksia suolan ionien kanssa ja saartavat ne. Suolat muuttuvat vesimolekyylien ympäröimiksi akvaioneiksi eli hydraateiksi, 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 sanotaan kidevedeksi. Vettä sitovaa eli hygroskooppista suolaa 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.

Suolojen liukoisuudessa veteen on eroavaisuuksia. Alkalimetalli- ja ammoniumsuolat sekä kaikki nitraatit liukenevat hyvin veteen. Toisaalta jotkut suolat kuten hopeakloridi AgCl ja bariumsulfaatti BaSO₄ ovat hyvin niukkaliukoisia.

Suolaa liukenee veteen, kunnes vesi muuttuu kylläiseksi. Kylläiseen veteen suola jää omaksi faasikseen.

Suolojen vesiliuokset ja niiden pH

Jos suolan vesiliuos on hapan, voidaan puhua happamasta suolasta ja vastaavasti emäksisestä suolasta.

• Vahva happo + vahva emäs => neutraali
• Vahva happo + heikko emäs => hapan
• Heikko happo + vahva emäs => emäksinen
• Heikko happo + heikko emäsista => riippuu hapon ja emäksen happovakio

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,
Suolan kationi tulee heikosta emäksestä Suolan 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

Nimeäminen

Suolojen nimissä ensin tulee kationi ja sitten anioni. Jos kationina toimii metalli, jolla voi olla useita hapetuslukuja, 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, esim. natriumasetaatti (CH₃COONa), kalsiumoksalaatti ((COO)₂Ca).

Katso myös

• Tiesuola
• Ruokasuola
• Merisuola
• Kristallisuola

Lähteet