Sole to związki chemiczne zbudowane z kationów metali i anionów reszty kwasowej. Większość z nich ma budowę krystaliczną. Ich podział uzależniony jest właśnie od budowy. Poznaj bliżej właściwości oraz zastosowanie soli w różnych dziedzinach przemysłu.
Co to są sole?
Chemicy, stosując określenie “sól”, nie mają na myśli jednej konkretnej substancji, a całą grupę związków o charakterystycznych właściwościach i budowie. Tak więc sól oznacza dużo więcej niż tylko znaną wszystkim sól kuchenną, czyli chlorek sodu (NaCl).
W przyrodzie występują nie tylko sole o budowie krystalicznej. Spotyka się również takie, które nie mają budowy krystalicznej (difosforan cyny) oraz te, które mają postać ciekłą (fluorek antymonu).
Sole są substancjami jonowymi – ich kryształy składają się z naprzemiennie ułożonych kationów metalu i anionów reszty kwasowej. Te związki chemiczne, zawierają części pochodzące od wodorotlenków oraz od kwasów.
Co ciekawe, sole można uzyskać w przemianach, w których biorą udział metal lub tlenek metalu i kwas albo tlenek metalu i wodorotlenek.
Nazwy soli są dwuczłonowe – pierwszy pochodzi od rodzaju reszty kwasowej, drugi od metalu. Sole kwasów tlenowych przybierają końcówkę –an, natomiast sole kwasów beztlenowych końcówkę –ek. Stąd np. siarczek, jodek, chlorek czy siarczan, azotan. Tworząc nazwę związku, należy zawsze uwzględnić wartościowość reszty kwasowej oraz metalu.
Najważniejsze właściwości soli
Zazwyczaj kryształy są bezbarwne. Biały kolor, który czasem widać, jest spowodowany stopniem rozdrobnienia substancji. Istnieje też grupa soli, która ma zabarwienie – kolor zależy od stopnia wartościowości pierwiastka chemicznego w danym związku.
Jaki kolor mogą mieć sole? To np.:
- zielony lub niebieski – sole z kationami miedzi,
- zielony – sole niklu,
- żółty, brązowy, zielony – takie zabarwienie powoduje występowanie w soli żelaza.
Co ciekawe, w procesie przechodzenia soli bezwodnych w sole wodne dochodzi do zmiany zabarwienia. Np. chlorek kobaltu ma barwę niebieską, jednak w wyniku połączenia jego cząsteczek z wodą zmienia kolor na różowy.
Jakie inne właściwości soli warto poznać? Przede wszystkim ich stopień rozpuszczalności w wodzie. Większość z nich ulega w wodzie dysocjacji, czyli rozpadowi na swobodnie poruszające się jony.
Rozpuszczalność związków rośnie wraz ze wzrostem temperatury. Wyodrębniono również sporą grupę soli, które nie rozpuszczają się w wodzie, a tworzą osady. Podział związków chemicznych pod względem rozpuszczalności w wodzie opisuje tzw. tablica rozpuszczalności.
Warto pamiętać, że rozpuszczalne w wodzie sole są elektrolitami – ich wodne roztwory przewodzą prąd elektryczny.
Budowa soli i ich podział
Zazwyczaj sole mają budowę jonową – to związek metalu i reszty kwasowej. W zależności od budowy rozróżnia się:
- Sole kwasów tlenowych – ich aniony pochodzą od kwasów jak azotowy, siarkowy, węglowy, fosforowy. Nazwy tych soli mają końcówkę –an. Jeśli niemetal występuje w różnych stopniach utlenienia, w nawiasie dodaje się cyfrę rzymską określającą stopień utlenienia niemetalu w kwasie, od którego pochodzi reszta kwasowa soli, np. kwas azotowy (V) – azotan (V). Jeżeli metal tworzący sól występuje w różnych stopniach utlenienia, po jego nazwie podaj się w nawiasie cyfrę rzymską oznaczającą stopień utlenienia metalu w soli, np. siarczan (VI) miedzi (II), czyli CuSo4.
- Sole kwasów beztlenowych – to pochodne kwasów beztlenowych, których nazwa kończy się na –ek, np. chlorek, bromek, siarczek. Jeśli metal występuje w kilku stopniach utlenienia, po jego nazwie podaje się w nawiasie cyfrę rzymską oznaczającą stopień utlenienia w danej soli, np. chlorek żelaza (II), czyli FeCl2.
- Wodorosole – to inaczej sole kwaśne, powstające z kwasów, w których nie wszystkie atomy wodoru zostały zastąpione kationami metali, np. wodorosiarczan (VI) sodu, czyli NaHSO4.
- Hydroksosole – sole, w których nie wszystkie aniony wodorotlenkowe zostały zastąpione anionami reszt kwasowych, np. CaOHCl (chlorek hydroksowapnia).
- Hydraty – sole uwodnione, które są dodatkowo związane z cząsteczkami wody.
- Sole podwójne i potrójne – mają dwa lub trzy różne kationy połączone z resztą kwasową.
Budowa soli i ich właściwości pozwalają dokonać innego podziału tych związków.
- Sole obojętne – zalicza się do nich związki zawierające jeden rodzaj kationu i jeden rodzaj anionu. Przykładem soli obojętnej jest dobrze nam znany chlorek sodu NaCl.
- Sole kwaśne (wodorosole) o wzorze chemicznym My(HkR)x – NaHSO4.
- Sole zasadowe (hydroksosole) o wzorze chemicznym [M.(OH)k]yRx – Mg(OH)Cl.
Reakcje, w których otrzymuje się sole
Sole otrzymuje jako wynik wielu różnych reakcji.
- Reakcja zobojętniania – pomiędzy kwasem z zasadą zachodzi reakcja zobojętniania; w efekcie reakcji anionów wodorotlenkowych z kationami wodoru powstają obojętne cząsteczki wody. Otrzymuje się więc sól oraz wodę, np. NaOH + HCl = NaCl + H2O (wodorotlenek sodu + kwas solny = chlorek sodu + woda).
- Reakcja tlenku metalu z kwasem – w jej wyniku powstają sól i woda, np. CaO + 2HCl = CaCl2 + H2O (tlenek wapnia + kwas solny = chlorek wapnia + woda).
- Reakcja tlenku niemetalu z zasadą – w jej wyniku powstają sól i woda, np. SO2 + 2KOH = K2SO3 + H2O.
- Reakcja kwasów z metalami – w jej wyniku powstają sól i wodór, np. Mg + 2HCl = MgCl2 + H2↑.
- Reakcja metalu z niemetalem – w jej wyniku powstaje sól, np. Cu + Cl2 = CuCl2.
- Reakcja dwóch wodnych roztworów soli, z których jeden zawiera anion, a drugi kation soli trudno rozpuszczalnej w wodzie – w jej wyniku powstają dwie sole, np. AgNO3 + KCl = AgCl↓ + KNO3.
- Reakcja tlenku zasadowego z tlenkiem kwasowym – w jej wyniku powstaje sól, np. BaO + CO2 = BaCO3.
Sole – zastosowanie
Wiesz już, co to są sole, jak wygląda budowa soli i jakie mają właściwości. Warto zastanowić się także, jak można je wykorzystać.
Zastosowanie tych związków jest naprawdę szerokie – właściwości soli znalazły zastosowanie m.in. w kuchni, garbarstwie, przemyśle szklarskim, spożywczym, farmacji, medycynie czy do produkcji nawozów. Czy wszystkie sole da się wykorzystać? Oto przegląd możliwego zastosowania tych związków.
Sole w przemyśle farmaceutycznym
Sole wykorzystuje się w przemyśle farmaceutycznym i medycynie. Przykładowo węglan magnezu stosuje się jako suplement diety pomagający uzupełnić poziom magnezu w organizmie. Stał się on również składnikiem leków zobojętniających kwas solny w soku żołądkowym.
Z kolei azotan srebra jest substancją czynną w preparatach wspomagających gojenie się skóry, leczenie wirusowych zmian skórnych. Siarczan magnezu, czyli sól gorzka, jest stosowana jako środek przeczyszczający. Znana wszystkim sól fizjologiczna (roztwór NaCl) jest wykorzystywana do przemywania ran, błon śluzowych, a także do wykonywania wlewów dożylnych (uzupełnienie elektrolitów, podanie leków).
Sole w przemyśle spożywczym
Właściwości soli wykorzystuje się również w przemyśle spożywczym. Wodorowęglan sodu jest składnikiem sody oczyszczonej, proszku do pieczenia. Stosuje się go również jako substancję regulującą pH produktów spożywczych. Azotany wykorzystuje się do peklowania – zapobiegają psuciu się mięsa, pozwalają zachować jego naturalną barwę. Oczywiście nie można zapomnieć o najbardziej popularnej przyprawie stosowanej w każdej kuchni – NaCl to sól kuchenna.
Sole w chemii domowej i innych dziedzinach
Sole są składnikiem proszków do prania (zmiękczają wodę), a także środków do kąpieli (sole do kąpieli). Na bazie tych substancji tworzy się także nawozy roślinne czy impregnaty do drewna. Sól wykorzystywana jest do produkcji luster, zaprawy gipsowej i produkcji ceramiki.
Jak widać, sole towarzyszą człowiekowi na każdym kroku. Ma z nimi styczność niemal każdego dnia. Choć nie wszystkie wykorzystuje się samodzielnie, na co dzień korzysta się często z preparatów, które bez udziału soli nie mogły powstać.