Soli

Sa Wikipedije, slobodne enciklopedije
Idi na: navigacija, traži
Ambox warning blue construction.svg Trenutno se vrše izmjene na članku.
Kao znak dobre volje, suzdržite se od mijenjanja članka dok je prikazano obavještenje kako bi se izbjegla kolizija s trenutnim izmjenama.
Kuglasta rešetka: struktura natrij-hlorida; ioni natrija prikazani su zeleno, a ioni hlora u plavoj boji
Struktura aniona sulfata (SO42−)

Pojmom soli označavaju se hemijski spojevi, koji su građeni iz pozitivno (kation) i negativno naelektrisanih iona (anion).[1] Između tih iona stvaraju se ionske veze.[2] Kod neorganskih soli kationi se najčešće grade od metala, dok se anioni grade od nemetala ili njihovih oksida. Kao čvrsta supstanca, oni zajedno grade ionsku rešetku. Pojam organskih soli označava sve spojeve kod kojih je najmanje jedan anion ili kation neki organski spoj.

Neorganske soli[uredi | uredi izvor]

U najužem smislu, pod pojmom so misli se na natrij-hlorid (NaCl, odnosno kuhinjska so). U mnogo širem smislu, soli su svi oni spojevi, koji su poput NaCl načinjeni od aniona i kationa. Kao primjer takvih soli je kalcij-hlorid (CaCl2). Natrij-hlorid sastavljen je iz kationa Na+ i aniona Cl. Slično tome, kalcij-hlorid se izgrađen iz iona Ca2+ i Cl Formule NaCl i CaCl2 su sadržajne (sumarne) formule spojeva (omjer Na:Cl=1:1, odnosno Ca:Cl=1:2). Ioni mogu biti jednovalentni ili polivalentni, tj. nositi jedno ili više pozitivnih odnosno negativnih naelektrisanja. Sumarna formula neke soli određena je brojem naelektrisanja iona, jer se pozitivna i negativna naelektrisanja moraju međusobno kompenzirati (poništiti). Sumarne formule soli su u jasnoj suprotnosti s formulama spojeva poput vode (H2O) ili metana (CH4), koji su molekularni spojevi.

Kod neorganskih soli između iona djeluju ionske veze. Slijedeći omjer sumarne formule, veliki broj iona gradi ionsku rešetku određene kristalne strukture. Prva slika desno prikazuje mali isječak građe kristalne rešetke natrij-hlorida. Pošto postoji veliki broj različitih kationa i aniona, poznato je i veoma veliki broj različitih soli. U donjoj tabeli prikazani su neki od iona. U solima, ioni se mogu sastojati i iz više od jednog atoma. Takvi ioni se nazivaju kompleksi ioni. Primjeri kompleksnih aniona su nitratni (NO3) i sulfatni anion (SO42−). Kod takvih kompleksa, jedan atom predstavlja centralni, na koji su spojevi drugi atomi (i atomske grupe), jednim imenom nazvani ligandi. U ovim primjerima, atomi N odnosno S su centralni atomi, dok su u oba slučaja ligandi atomi kisika (oksokompleksi). Centralni atomi i njihovi ligandi su povezani jedan s drugim kovalentnom vezom. Ionske veze nalaze se samo između aniona i kationa. Među nitratima poznate soli su, naprimjer, natrij-nitrat (NaNO3), a među sulfatima natrij-sulfat (Na2SO4).

Katione uglavnom grade metali a njihove soli nazivaju se soli metala ("metalne soli"). Od nemetala sastoji se kompleksni kation amonij (NH4+) sa dušikom kao centralnim ionim i vodikom kao ligandom. Amonij ioni grade so poput amonij-sulfata ((NH4)2SO4). Pored amonijevih spojeva, postoje i njihovi analogi organski spojevi (kvartarni amonijevi spojevi).

Kod viševalentnih oksokompleksa mogu se javiti i OH-grupe kao ligandi, kao što je npr. kod soli natrij-hidrogensulfata (NaHSO4). Analoge soli su poznate i među fosfatima: pored natrij-fosfata postoje i soli dinatrij-hidrogenfosfat i natrij-dihidrogenfosfat. Iz uobičajenog formalnog načina pisanja (formalnih jedinica) za ove spojeve ne mogu se odmah prepoznati OH-grupe kao ligandi. Formalne jedinice takvih soli se izvode iz tradicionalnog načina pisanja za kiseline poput sumporne (H2SO4) i fosfatne kiseline (H3PO4).

Struktura heksacijanoferatnog(II) aniona

Prelazni metali ne grade samo katione, nego i anione u vidu oksokompleksa. Tako naprimjer hrom može graditi hromate ([CrO4]2−), koji je anion u kalij-hromatu K2[CrO4]), a mangan permanganate ([MnO4]), koji je anion u kalij-permanganatu (K[MnO4]).

Kompleksni anioni mogu imati i metale kao centralni atom. Kod kalijheksacijanoferata(II) (K4[Fe(CN)6]), ion željeza Fe2+ gradi stabilni anion sa četiri negativna naboja zajedno sa šest cijanidnih grupa (CN). U solima, ionske veze se nalaze između kationa kalija i aniona heksacijanoferata(II). Slično tome, ion željeza Fe3+ gradi kalijheksacijanoferat(III) (K3[Fe(CN)6]), također jednu kompleksnu so. Kod K3[Fe(CN)6], ion željeza Fe3+ gradi stabilni anion sa tri negativna naboja zajedno sa šest cijanidnih grupa (CN).

Primjeri kationa i aniona[uredi | uredi izvor]

Kationi
jednovalentni dvovalentni trovalentni
Kalij, K+ Kalcij, Ca2+ Željezo(III), Fe3+
Natrij, Na+ Magnezij, Mg2+ Aluminij, Al3+
Amonij, NH4+ Željezo(II), Fe2+
Anioni
jednovalentni dvovalentni oksidni kompleksi
(jedno- ili viševalentni)
metalni kompleksi
(jedno- ili viševalentni)
Fluorid, F Oksid, O2− Karbonat, CO32− Hromat, CrO42−
Hlorid, Cl Sulfid, S2− Sulfat, SO42− Permanganat, MnO4
Bromid, Br Fosfat, PO43− Heksacijanoferat(II), [FeII(CN)6]4−
Jodid, I Nitrat, NO3

Osobine soli[uredi | uredi izvor]

Rastvor natrij-hlorida u vodi: desno su prikazani ioni okruženi (hidratizirani) molekulama vode
  • Mnoge soli su na sobnoj temperaturi u čvrstom stanju sa relativno visokom tačkom topljenja. Nagrizajuće soli su vrlo tvrde i krte te imaju glatke ivice pri lomu tokom mehaničke obrade. Ove osobine su uglavnom tipične za čvrste supstance, koje su izgrađene u vidu ionske rešetke te stoga grade kristale. Međutim, svaka kristalna supstance nije ujedno i so. Tako naprimjer šećer (saharoza) također gradi kristale, ali nema ionsku rešetku i ne ubraja se u soli.
  • Brojne soli su rastvorljive u vodi a nisu rastvorljive u većini organskih otapala. Kod soli rastvorljivih u vodi, voda prevazilazi energiju ionske rešetke pomoću hidratacije. Ako je energija hidratacije približno velika ili veća od energije rešetke, so je relativno dobro ili vrlo dobro rastvorljiva. U rastvorima su pojedinačni ioni vrlo čvrsto i intenzivno okruženi molekulama vode. U vidu reakcije, ovo se u hemiji predstavlja na sljedeći način:
    \mathrm{ NaCl_{(s)}\ \longrightarrow\ Na^+_{(aq)}\ +\ Cl^{-}_{(aq)} }
    Slovo (s) označava čvrstu supstancu dok (aq) označava, da se ion nalazi u hidratiziranom stanju.
  • Suhi kristali soli su električni izolatori. Istopljene soli i vodene otopine provode električnu struju zbog svojih slobodno pokretnih iona kao nosilaca električnog naboja. Stoga su oni elektroliti.
  • Rastvaranje soli u vodi može promijeniti pH vrijednost tog rastvora. Ako se rastvaranjem određene soli ne promijeni ta vrijednost, onda se kaže da je ta so neutralna. Među neutralne soli se ubraja i natrij-hlorid. Osim ovih, postoje i bazične i kisele soli. Iz sastava soli vrlo teško se može procijeniti kako će određena so reagirati. Međutim, vrijedi opće pravilo: anioni (kiselinski ostaci) jakih kiselina uglavnom reagiraju neutralno. Kiselinski ostaci slabih kiselina uglavnom reagiraju bazično. Primjer osobina soli, nastalih od višeprotonskih kiselina, jeste ponašanje fosfata. Rastvaranje soli u vodenim otopinama organskih molekula, kao npr. biomolekula, može dovesti do denaturiziranja tih biomolekula ali i djelovati na taloženje makromolekula. Ovakvo djelovanje soli karakterizirano je takozvanom Hofmeisterovom serijom.

Drugi kationi i anioni[uredi | uredi izvor]

  • Metalni oksidi u velikom postotku čine Zemljinu koru, ali se oni mogu posmatrati i kao soli. Anion O2− (oksidni ion) se javlja kao takav samo u čvrstom ili istopljenom stanju, dok u vodenim rastvorima on nije poznat. Kisik u oksidnom ionu ima oksidacijski broj −2. Stoga, oksidacijski broj metala određuje sumarnu formulu određene soli odnosno spoja: MI2O, MIIO, MIII2O3. Ako je oksid rastvorljiv u vodi, dešava se specifična hemijska reakcija, naprimjer:
    \mathrm{ Na_2O_{(s)} + H_2O \longrightarrow 2\ Na^+_{(aq)} + 2\ OH^-_{(aq)} }
    Natrij-oksid reagira s vodom dajući hidroksidne ione i sodu (ione natrija).

Slično reagira i kalcij-oksid (CaO), poznat i kao živi kreč, dajući ugašeni kreč odnosno kalcij-hidroksid (Ca(OH)2). Međutim, postoji veliki broj oksida koji ne reagiraju s vodom. Naprimjer, spoj željezo(III) oksid (Fe2O3) nije rastvorljiv u vodi.

  • Sulfidi: minerali se u prirodi često mogu naći u obliku sulfida (S2−), naprimjer pirit i halkozin. I sulfidi se mogu smatrati solima. Natrij-sulfid (Na2S) je rastvorljiva so, koja je u vodi gotovo nerastvorljiva, slično kao i većina sulfida poput cink-sulfida (ZnS) i bakar(II) sulfida (CuS). U analitičkoj hemiji se različita (slaba) rastvorljivost raznih metalnih sulfida koristi za razdvajanje sličnih hemijskih elemenata (u fazi razdvajanja sumporovodične funkcionalne grupe)

Kristalna voda[uredi | uredi izvor]

Mnoge soli, pored iona, sadržavaju i određene količine molekula vode, takozvanu kristalnu vodu. Ona se obično navodi u sumarnoj formuli, kao naprimjer u natrij-sulfat dekahidratu: Na2SO4 · 10 H2O.

Dvostruke soli[uredi | uredi izvor]

Pored soli sa samo jednom vrstom kationa (M) poznate su i soli sa dva različita kationa. Takve soli nazivaju se dvostruke soli, kao što su alauni sa općenitom sumarnom formulom MIMIII(SO4)2. Primjer takve soli je aluminijkalijsulfat-dodekahidrat (KAl(SO4)2 · 12 H2O).

Obuhvat pojma soli[uredi | uredi izvor]

  • Supstance su soli, samo ako su hemijske veze između njihovih dijelova ionske. Da je zaista u nekom spoju prisutna ova vrsta veze, nije lahko zaključiti. Dok je kod kalcij-oksida (CaO) prisutna ionska veza, dok hrom(IV) oksida (CrO3) radi se o kovalentnoj vezi između atoma hroma i kisika, pa ovaj spoj nije so. U ovakvim slučajevima je zbog toga bolje govoriti o metalnim oksidima umjesto solima.
  • Historijski, soli su po pravilu obuhvatali hemijske spojeve, koji imaju definirani sastav od različitih hemijskih elemenata. Međutim, poznati su i miješani kristali sastavljeni iz dvije soli, a koji nisu stehiometrijski građeni: tako naprimjer kalij-permanganat (K[MnO4]) sa barij-sulfatom sačinjava miješane kristale u gotovo proizvoljnim odnosima smjese (čak i kada se stavi i određena najveća količina barij-sulfata), tako da komponente u miješanim kristalima i dalje zadržavaju slične kristalne strukture i udaljenosti unutar mreže. Za dobijanje miješanih kristala nije neophodna hemijska sličnost uključenih spojeva niti njihova identična valencija.

Reference[uredi | uredi izvor]

  1. ^ IUPAC Compendium of Chemical Terminology (the “Gold Book”). doi:10.1351/goldbook.S05447 verzija: 2.2.
  2. ^ Hans-Dieter Jakubke, Ruth Karcher (izd.): Lexikon der Chemie. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 2001.
Commons logo
U Wikimedijinom spremniku se nalazi još materijala vezanih uz: