Sāļi — ķīmiskie jonu savienojumi: īpašības, veidi un pielietojums

Ķīmijā sāls ir jebkurš neitrāls ķīmisks savienojums, kas sastāv no katjoniem (pozitīviem joniem), kas saistīti ar anjoniem (negatīviem joniem). Galvenais sāls veids ir nātrija hlorīds, taču ķīmijā ar terminu "sāls" apzīmē ļoti plašu vielu grupu — gan vienkāršus binārus sāļus (piem., KCl), gan sarežģītākus daudzatomu anjonu vai katjonu saturošus savienojumus (piem., CaCO3, (NH4)2SO4).

Sāļu maisījumus ūdenī sauc par elektrolītiem. Ja sāls izšķīst ūdenī, tas disociējas uz joniem, kas var brīvi pārvietoties un vadīt elektrību. Līdzīgi, izkusuši (kā šķidrā fāzē) sāļi arī vada elektrību, jo tajos joni pārvietojas. Šī īpašība ir svarīga gan laboratorijā (elektrolīze), gan praktiskos procesos (baterijas, elektrolītiskās pārstrādes).

Fizikālās īpašības

• Sāļiem parasti ir kristāliska struktūra ar augstu kušanas un viršanas temperatūru (pārsvarā joniskās saites nodrošina stipru piesaisti starp joniem).
• Daudzi sāļi ir šķīstoši ūdenī — to šķīstamība atšķiras atkarībā no sāļa specifikas un temperatūras; ir gan ļoti šķīstoši (piem., nitrāti), gan gandrīz nešķīstoši sāļi (piem., CaCO3).
• Joniskie kristāli parasti ir trausli un var saplīst, ja tos iedarbina spēcīgs mehānisks spēks.
• Akvēni un izkusuši sāļi vada elektrību, kamēr cietā kristāliskā formā tie parasti ir nevadītāji.

Klasifikācija un īpaši sāļu veidi

• Vienkāršie binārie sāļi — satur vienu metāla katjonu un vienu vienkāršu anjonu (piem., NaCl, KCl).
• Oksosāļi — satur daudzatomu anjonus, kas radušies skābju deprotonēšanas rezultātā (piem., sulfāti, nitrāti, karbonāti).
• Kombinētie un komplekss sāļi — satur komplekso jonu vai koordinācijas centrus (piem., [Fe(CN)6]4− bāzes kompleksi).
• Sāļi ar hidratāciju — kristalizēti ūdens molekulu komplekti (piem., CuSO4·5H2O).
• Skābās un bāziskās sāļi — daļēji deprotonētas skābes vai bāzes produkti (piem., NaHCO3 ir skābs sāls).
• Dubultie un viesuļsāļi — satur divus dažādus katjonus vai anjonus vienā kristālā (piem., KAl(SO4)2 — alūnijs).

Ražošana un iegūšana

Sāļus iegūst vairākos veidos:

• tieša ieguve no sāls nogulumiem minerālraču ceļā (halīts — galvenais galda sāls avots);
• jūras ūdens iztvaicēšana un sāls iegūšana no sālsūdens baseiniem;
• ķīmiskās reakcijas, piemēram, skābes un bāzes neitralizācija, reakcija starp metālu un halogēnskābi utt.;
• industrijas procesos selektīvas pārvēršanas un tīrīšanas metodes (sāļu kristalizācija, atdalīšana, šķīdināšana un filtrācija).

Ķīmiskās reakcijas un uzvedība

Sāļi veic dažādas ķīmiskas reakcijas: precipitācija (nerīgtspēja izšķīst izraisa cietas vielas izveidošanos), jonu apmaiņa (piem., ūdens mīkstināšanā), hidrolīze (daži sāļi reaģē ar ūdeni, mainot pH), kā arī veido kompleksus ar citiem joniem vai molekulām. Daži sāļi ir labi oksidētāji vai reducētāji atkarībā no to sastāva (piem., perhlorāti).

Pielietojums ikdienā un rūpniecībā

• Pārtikā — galda sāls (NaCl) ir pārtikas garšas uzlabošanai un pārtikas konservēšanai;
• Ceļu uzturēšanā — sāls pazemina ūdens sasalšanas temperatūru, tāpēc to izmanto ielu atkausēšanā un ledu kausēšanai ziemā;
• Lauksaimniecībā — kūtsmēsli un minerālmēsli bieži satur sāļus (piem., (NH4)2SO4, KNO3) kā barības vielu avotu augiem;
• Medicīnā — fizioloģiskie sāls šķīdumi (izotonisks NaCl) tiek lietoti infūzijām un rēķināšanai;
• Rūpniecībā — ķīmiskā rūpniecība, metālu pārstrāde, tekstila un ādas apstrāde, ūdens attīrīšana (jonu apmaiņas sveķi), elektrolīze;
• Celtniecībā un materiālu ražošanā — sāļi darbojas kā žāvēšanas, kristalizācijas un stabilizācijas līdzekļi dažādos procesos.

Drošība un vides ietekme

Lai gan daudzi sāļi ir nepieciešami un plaši izmantoti, tiem var būt negatīva ietekme:

• pārmērīgs nātrija patēriņš var kaitēt cilvēka veselībai (asinsspiediena palielināšanās);
• ceļu apstrādē izmantojamo sāļu sāļums var radīt koroziju transportlīdzekļiem un infrastruktūrai;
• ilglaicīga sāļu izmantošana var izraisīt augsnes sāļošanās, pasliktinot lauksaimniecības zemes kvalitāti un ūdens ekosistēmu stāvokli;
• dažu sāļu toksicitāte var ietekmēt dzīvniekus un augus, ja tie nonāk ūdenstilpēs vai gruntsūdeņos.

Sāls var izkausēt ledu, jo sāls pazemina temperatūru, kas nepieciešama, lai šķidrums sasaltu. Tāpēc dažkārt ziemā, ja temperatūra ir tikai nedaudz zemāka par nulli, ielas tiek apstrādātas ar sāli.

Sāli var izskaidrot arī kā jonu savienojumu, kas disociē, veidojot pozitīvu jonu, kas nav ūdeņraža jons, un negatīvu jonu, kas nav hidroksiljons. Šī definīcija palīdz atšķirt sāļus no skābēm un bāzēm un saprast to lomu daudzās ķīmiskajās reakcijās.

Jautājumi un atbildes

J: Kas ir sāls?

J: Kāds ir galvenais sāls veids?

J: Kā veidojas nātrija hlorīds?

J: Kā sauc sāļu maisījumus ūdenī?

J: Vai elektrība var šķērsot elektrolītus?

J: Kā sāļi pazemina temperatūru, kas nepieciešama, lai šķidrums sasaltu?

J: Kā vēl var izskaidrot sāls lietošanu?

Meklēt pēc burta