Als we zouten op een scheikundige manier gaan bekijken zit er wat meer achter dan je in de eerste instantie zou denken. Zouten zijn chemische verbindingen tussen positieve en negatieve ionen.

Begrippen en opbouw van zouten

Een zout is opgebouwd uit ionen, een combinatie van positieve ionen met negatieve ionen die samen het ionrooster vormen.

Metaalatomen kunnen uitsluitend positieve ionen vormen door één of meer elektronen af te staan. Een positief ion is dus een deeltje dat minder elektronen dan protonen bevat.

Atomen van niet-metalen vormen bijna altijd negatieve ionen door één of meer elektronen op te nemen. Een negatief ion is een deeltje dat meer elektronen dan protonen bevat.

Het ionrooster bestaat dus uit ionen die aan elkaar gebonden zijn door de ionbinding. Een ionbinding ontstaat door de elektrische aantrekking tussen tegengesteld geladen deeltjes. Ionbindingen zijn sterke bindingen, sterker dan bijvoorbeeld molecuulbindingen.

Binnen het ionrooster kunnen de ionen zich niet verplaatsen. Hieronder een voorbeeld van het ionrooster van natriumchloride:

Enkele eigenschappen van zouten zijn:

  • relatief hoge smelt- en kookpunten;
  • hard;
  • bros;
  • elektrisch neutraal;
  • stroomgeleiding in zowel vloeibare fase als opgelost in (gedestilleerd) water;
  • geen stroomgeleding in vaste fase.

Bekende praktijkvoorbeelden van zouten zijn keukenzout, roest en gips.

Verhoudingsformule en naamgeving

Een zout is elektrisch neutraal. Dat betekent dat de verhouding tussen de aantallen positieve ionen en de aantallen negatieve ionen zodanig moet zijn dat de netto-lading van het zout gelijk is aan 0. De formule van een zout is daarom een verhoudingsformule. Hierbij dient de verhouding tussen de positieve en de negatieve ionen zo klein mogelijk te zijn.

In de formule staat het symbool van het positieve ion altijd vooraan, gevolgd door het symbool van het negatieve ion.

In de naam van het zout staat de naam van de formule van het positieve ion altijd vooraan, gevolgd door de naam van de formule van het negatieve ion.

Voorbeeld:

NaCl is opgebouwd uit Na+-ionen en Cl--ionen in de verhouding 1:1. Dit zout heet natriumchloride.

Al2O3 is opgebouwd uit Al3+-ionen en O2--ionen in de verhouding 2:3. Dit zout heet aluminiumoxide.

De volgende ionsoorten moeten uit het hoofd geleerd worden:

  • natrium Na+
  • kalium K+
  • zilver Ag+
  • ammonium NH4+
  • aluminium Al3+
  • de meeste metaalionen hebben een lading van 2+
  • oxide O2-
  • sulfide S2-
  • fluoride F-
  • chloride Cl-
  • bromide Br -
  • jodide I-
  • acetaat CH3COO-
  • carbonaat CO32-
  • fosfaat PO43-
  • hydroxide OH-
  • nitraat NO3-
  • sulfaat SO42-
  • waterstofcarbonaat HCO3-

Zouthydraten

Naast het voorkomen van zouten zijn er ook zouten die water in hun kristallen kunnen opnemen. Dit zijn de zouthydraten. Een voorbeeld van een zouthydraat is gips met als formule CaSO4 • 2H2O. De naam hiervan is calciumsulfaatdihydraat.

Het opgenomen water heet kristalwater.

Dubbelzouten

Bij een dubbelzout is er sprake van een combinatie van twee positieve ionen met één negatief ion. Het omgekeerde kan ook waarbij twee negatieve ionen een zout vormen met één positief ion.

Voorbeelden hiervan zijn mineralen zoals:

  • Chalcopyriet, CuFeS2
  • Hydrozinciet, Zn5(OH)6(CO3)2

Zouten in water

Een aantal zouten zijn vrij goed oplosbaar in water. Met behulp van een oplosvergelijking is dit oplossen weer te geven. Ter illustratie staan hieronder de oplosvergelijkingen van calciumchloride en natriumsulfaat in water weergegeven.

CaCl2 (s) → Ca2+ (aq) + 2 Cl- (aq)

Na2SO4 (s) → 2 Na+ (aq) + SO42- (aq)

In tabel 45A van BINAS is terug te vinden welke zouten goed, matig of slecht oplosbaar zijn in water.

Neerslagreacties

Wanneer oplossingen van bijvoorbeeld natriumchloride en zilvernitraat bij elkaar gevoegd worden, ontstaat er een neerslag van zilverchloride volgens de volgens een gedeelte van de oplosbaarheidstabel (m.b.v. BINAS tabel 45A):

Cl-(aq) NO3-(aq)
Na+(aq) g g
Ag+(aq) s g

De vergelijking van de neerslagreactie ziet er als volgt uit:

Ag+(aq) + Cl-(aq) → AgCl(s)

Toepassingen van neerslagreacties

Met behulp van een neerslagreactie is het mogelijk om:

  • Een ionsoort aan te tonen als verontreiniging in een heldere oplossing. Hierbij wordt er aan de oplossing een zoutoplossing toegevoegd waarbij alleen de eventuele verontreiniging een neerslag vormt met de toegevoegde zoutoplossing.
  • Een ionsoort als verontreiniging te verwijderen uit een heldere oplossing. Hierbij wordt er aan de oplossing een zoutoplossing toegevoegd waarbij alleen de verontreiniging een neerslag vormt met de toegevoegde zoutoplossing. Vervolgens wordt de ontstane suspensie gefiltreerd.
  • Een zout te maken. Het uitgangspunt hierbij is een tweetal zoutoplossingen. De ene zoutoplossing bevat de positieve ionsoort van het te maken zout, de andere zoutoplossing bevat de negatieve ionsoort van het te maken zout. Voorwaarde hierbij is dat de combinatie van de gezochte positieve ionsoort en de negatieve ionsoort hierbij een neerslag moet geven volgens BINAS tabel 45A. Door de twee zoutoplossingen samen te voegen ontstaat het gewenste neerslag.

Zouten zijn stoffen die bestaan uit metaalatomen en niet-metaalatomen. Zouten zijn opgebouwd uit positieve en negatieve ionen. De metaalatomen leveren altijd de positieve ionen. De metaalionen (= de ionen die gevormd zijn uit metaalatomen) zijn dus altijd positief. Hoe groot de lading van een metaalion is, kun je voor een deel afleiden uit het periodiek systeem.

De meeste overgangsmetalen kunnen meerdere positieve ionen vormen. Zo kan een ijzerion een lading van zowel 2+ als 3+ hebben. Naast de enkelvoudige metaalionen (= metaalionen die uit één atoomsoort bestaan) zijn er ook samengestelde groepjes van niet-metaalatomen die een positieve lading hebben.

Niet-metaalionen hebben altijd een negatieve lading. Dit komt omdat ze gemakkelijker elektronen kunnen opnemen dan afstaan. Hoe groot de negatieve lading van een niet-metaalion is, kun je afleiden uit het periodiek systeem. Zo hebben alle halogenen (groep 17) een lading van 1-.

Naast de enkelvoudige negatieve ionen is er ook een zeer grote groep samengestelde negatieve ionen. Deze ionen bestaan uit groepjes atomen met een negatieve lading. De namen van deze ionen eindigt op '-iet' of '-aat'. Een voorbeeld is het sulfaation SO42−. Dit hele ion heeft dus een lading 2-.

* Let op: waterstof is een bijzonder geval. Het kan zowel positief (H+) als negatief (H−) geladen zijn.

Hierboven hebben we al gebruik gemaakt van de wijze waarop je een zout kunt aangeven, namelijk door middel van een zogenoemde verhoudingsformule.

Voorbeeld Een zout bevat Ca2+-ionen en Cl−-ionen. Om evenveel pluslading als minlading te krijgen, moet de verhouding tussen de ionen 1:2 zijn.

Voorbeeld Een zout bevat Al3+-ionen en SO42−-ionen. Om evenveel pluslading als minlading te krijgen, moet de verhouding tussen de ionen 2:3 zijn.

Als gevolg van de elektrische aantrekkingskracht tussen een positief en een negatief ion in een zout ontstaat een ionbinding. De wijze waarop de ionen in een zout in vaste toestand gerangschikt zitten, noemen we het ionrooster. In het ionrooster zijn ionen door ionen met een tegengestelde lading omringd.

De naam van een zout bestaat uit twee delen: het deel met het positieve ion en het deel met het negatieve ion. Voor de positieve ionen kun je de naam uit het periodiek systeem (BiNaS tabel 99) halen. Hierbij is het belangrijk dat je kijkt of het metaal verschillende ladingen kan hebben. In dit geval moet je de lading in Romeinse cijfers achter het positieve ion plaatsen, zoals in lood(IV)chloride.

Sommige positieve ionen, zoals NH4+, bestaan uit meerdere atomen en kun je dus niet vinden in BiNaS tabel 99.

Voor de naam van het negatieve ion kun je ook BiNaS tabel 66B gebruiken. Hierin staan een aantal negatieve ionen met hun naam erbij. Als je de naam hier niet tussen kunt vinden, dan maak je de naam op de volgende manier: je hebt de naam van het atoom en plakt hier -ide achter. Zo is de naam van een fluor-ion niet fluor, maar fluoride. Je kunt deze in de tabel hieronder vinden.

Als je de naam weet van een zout dan is de eerste stap kijken wat de molecuulformules zijn van het positieve en het negatieve ion. Om hier een formule van te maken, wil je de ladingen van de ionen weten. Deze lading kun je in BiNaS tabel 99 vinden voor ionen die uit één atoom bestaan en anders in BiNaS tabel 66B.

Een zout is altijd neutraal geladen, dus moeten we zorgen dat er evenveel plus- als min deeltjes zijn. De molecuulformule van ijzer is Fe en deze heeft een lading van 3+. De molecuulformule van oxide is O en deze heeft een lading van 2-. We hebben dus 2 Fe-ionen en 3 O-ionen nodig om een neutraal zout te maken.

labels:

Zie ook: