Waar denk jij aan als je het woord ‘zouten’ hoort: de zoute zee of het zout dat je over je ei strooit? 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. Zouten bestaan uit ionen en zijn een samenstelling van een metaal en een niet-metaal. In de binding van zouten zijn de metalen vaak positief geladen en de niet-metalen vaak negatief geladen.

Het ionrooster

In vaste zouten zitten deze ionen in een bepaalde structuur, genaamd het ionrooster. Het rooster zorgt voor een sterke binding tussen de ionen, waardoor ze op hun plek blijven zitten. Omdat deze ionbindingen sterk zijn, hebben zouten over het algemeen een hoog smeltpunt. Daarnaast zou je verwachten dat zouten stroom kunnen geleiden, aangezien we te maken hebben met geladen deeltjes. Echter is het geleiden van stroom in vaste zouten niet mogelijk, omdat de ionen vast op hun plek zitten.

Oplossen van zouten en stroomgeleiding

Opmerkelijk is dat er wel stroom doorheen kan lopen als zouten worden opgelost. Het verschil met vaste zouten is dat zodra je een vast zout oplost in een vloeistof (bijvoorbeeld water), de ionen los van elkaar in de vloeistof zweven. In de eerste instantie heb je vast NaCl. Maar zodra je dit oplost in H2O zal het NaCl zich opsplitsen in de losse ionen Na+ en Cl-. Nu de ionen zich los kunnen verplaatsen, kan de lading zich via de ionen verplaatsen. Dit maakt stroomgeleiding mogelijk. Ook is te zien dat de watermoleculen om de ionen gaan zitten. Dit voorkomt dat de ionen weer een binding aangaan.

Je kunt de losse ionen waaruit zouten bestaan vinden in Binas tabel 45A. Aan de linkerkant staan de positieve ionen en aan de bovenkant de negatieve ionen. De niet-metalen kunnen ook als samengestelde ionen voorkomen. Een voorbeeld is NO3-. Het samenstellen van de molecuulformule gaat op dezelfde manier als bij enkelvoudige ionen.

Oplosbaarheid van zouten

Zouten kunnen goed of slecht oplossen in water. Een goed oplosbaar zout zal van een vaste vorm opsplitsen in losse ionen. Dat komt doordat de waterdeeltjes dus om de losse ionen heen gaan zitten. Een zout kan dus ook slecht oplossen in water. Hierbij zullen de ionen niet omringd worden door een dekentje van water en kunnen ze in het water bij elkaar komen. Hierdoor zal er een vaste stof worden gevormd, genaamd neerslag. De reactie noem je dan ook een neerslagreactie.

Hieronder zie je hoe die ionen-reacties eruitzien in een reactievergelijking.

De deeltjes die niet veranderen hoef je niet in de reactievergelijking op te nemen.

Het belang van zouten

Zouten zijn essentieel voor de mens. Het zit in je bloed, in je eten en in je drinken. Het zout dat wordt gebruikt in de keuken is keukenzout (NaCl). Dit is het meest voorkomende zout. Ook zitten er verschillende zouten in je bloed. Dit moet in balans worden gehouden om gezond te blijven. Als je bijvoorbeeld te veel zout eet, kan je hartslag verhogen. De zouten die hier vooral verantwoordelijk voor zijn, zijn natrium (Na+) en kalium (K+). Ze worden in balans gehouden door natrium/kalium pompen.

Als het gesneeuwd heeft in de winter, kan het ijs voor gladde wegen zorgen. Om wegen ijsvrij te maken, wordt er gebruik gemaakt van enorme hoeveelheden zout. Dit zout noemt men strooizout. Het strooizout bestaat uit zouten die goed oplossen in water. Aangezien ijs eigenlijk een vorm van bevroren water is, zal het strooizout in het ijs oplossen. Er is nu eigenlijk een nieuwe samenstelling van water en zouten ontstaan, waardoor het vriespunt van het ijs daalt. Het ijs zal hierdoor smelten.

Kristalrooster en iongrootte

Je kunt eigenlijk ook makkelijker even alleen naar het kristalrooster kijken. In een kristalrooster zitten afwisselend de positieve en de negatieve ionen. Zoals je ziet zijn de Na+ ionen een stukje kleiner dan de Cl- ionen. Ze passen er op zich makkelijk tussen. Maar hoe je het ook probeert, er blijft dus ook altijd een flink stuk lege ruimte over, en zelfs in de meest gunstige ordening (zoals hierboven getekend) zijn de ionen nog niet helemaal happy.

Zou je een ander metaal-ion hebben met een flink grotere straal, dan passen die ionen er meer precies in, blijft er minder lege ruimte over en voelen de ionen zich meer happy in het kristalrooster. Maar, stel dat juist de negatieve ionen nog groter worden, dan blijft er in deze pakking dus nóg meer lege ruimte over en voelen de ionen zich uiteindelijk dus nóg minder happy in het rooster.

Een nitraat-ion is wat groter dan een chloride-ion. Bovendien heeft het een beetje een onhandige vorm, het is eigenlijk een platte driehoek en geen bol zoals een Cl- ion. Dat maakt het voor nitraat-ionen minder handig om in een driedimensionaal kristalrooster te gaan zitten. Conclusie: nitraten lossen gemakkelijker op.

Oplosbaarheid van zouten en temperatuur

De oplosbaarheid van zouten verschilt per zout, er zijn zouten die helemaal niet oplossen, er zijn zouten die gedeeltelijk oplossen en zouten die goed oplossen. Na het oplossen kunnen zouten de oplossing zuur of basisch maken. De meeste Natrium en Kalium zouten zijn goed oplosbaar, de oplosbaarheid neemt toe als de temperatuur hoger wordt. Er zijn ook stoffen die bij temperatuurstoename minder oplosbaar zijn, voorbeelden hiervan zijn CaSO4 en Ca(OH)2.

Total Dissolved Solids (TDS)

TDS is een afkorting voor Total Dissolved Solids, in het Nederlands: totaal opgeloste stoffen en deze wordt gemeten in mg/l. De TDS is belangrijk als je werkt met ketelvoedingswater, bij de bepaling van het langelier getal en bij ontzouting van het water. Mocht de TDS niet bepaald zijn, dan is het mogelijk om de geleiding van het water te meten en deze om te rekenen naar TDS.

Welke zouten zijn goed oplosbaar?

In het algemeen zijn alle Natrium (Na+) en Kalium (K+) zouten goed oplosbaar in water, ook zouten met als NO3- zijn goed oplosbaar. Bij de andere zouten ligt het aan de samenstelling en de concentratie of het zout oplosbaar is.

labels:

Zie ook: