5.1: Sokeri ja suola

Natriumkloridi, joka tunnetaan myös nimellä pöytäsuola, on ioniyhdiste, jonka kemiallinen kaava \(\ce{NaCl}\) edustaa natrium- ja kloridi-ionien suhdetta 1:1. Sitä käytetään yleisesti mausteena ja elintarvikkeiden säilöntäaineena. Suola syntyy lisäämällä yhteen kaksi hyvin reaktiivista alkua: natrium (\(\ce{Na (s)}\) metalli ja kloori (\(\ce{Cl2 (g)}\) kaasu.

\

Alkuaine natrium (kuva \(\(\PageIndex{1a}\))) on hyvin reaktiivinen metalli; jos siihen on tilaisuus, se reagoi käsien hikeen nähden muodostaen natriumhydroksidia eli natriumhydroksidia, joka on hyvin syövyttävä aine. Alkuaine kloori (kuva \(\PageIndex{1b}\)) on vaaleankeltainen, syövyttävä kaasu, jota ei pitäisi hengittää sen myrkyllisyyden vuoksi. Kun nämä kaksi vaarallista ainetta kuitenkin yhdistetään, ne reagoivat keskenään muodostaen ionisen yhdisteen natriumkloridi (kuva \(\PageIndex{1c}\)), joka tunnetaan yksinkertaisesti suolana.

Suola on välttämätöntä elämälle. \(\ce{Na^{+}}\)-ionit ovat yksi ihmiskehon tärkeimmistä ioneista, ja ne ovat välttämättömiä kehon nestetasapainon säätelyyn. \(\ce{Cl^{-}}\) ionit ovat välttämättömiä hermojen moitteettomalle toiminnalle ja hengitykselle. Molemmat näistä ioneista saadaan suolasta. Suolan maku on yksi perusmauista; suola on luultavasti vanhin tunnettu makuaine ja yksi niistä harvoista kivistä, joita syömme. On selvää, että kun alkuaineet natrium ja kloori yhdistyvät (yhtälö \ref{eq1}), syntyvällä suolatuotteella on radikaalisti erilaisia ominaisuuksia (sekä fysikaalisia että kemiallisia). Tätä reaktiota on näyttävää seurata (Video \(\PageIndex{1}\)).

Video \(\PageIndex{1}\): Pöytäsuolan valmistus natriummetallin ja kloorikaasun avulla

Toinen yhdiste on sokeri, joka on yleisnimitys makeille, liukoisille hiilihydraateille, joista monia käytetään elintarvikkeissa. Sokerin kemiallinen muoto on \(\ce{C12H22O11}\) ja se rakentuu eri alkuaineista kuin suola: hiilestä, vedystä ja hapesta. Vaikka sokeri muistuttaa laadullisesti ruokasuolaa (jota usein sekoitetaan keskenään keittiössä), näillä kahdella on selvästi erilaiset fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet. On olemassa erilaisia sokerilajeja, jotka ovat peräisin eri lähteistä. Vaikka sokeri valmistetaan hiilestä, vedystä ja hapesta, sitä on huomattavasti vaikeampi syntetisoida sen ainesosista kuin ruokasuolaa (yhtälö \ref{eq1}). Terminen hajoaminen on kuitenkin huomattavasti helpompaa, ja se voidaan esittää sakkaroosin dehydraationa puhtaaksi hiileksi ja vesihöyryksi yhtälössä \ref{eq2}, ja se voidaan havainnollistaa videolla \(\PageIndex{2}\).

\

Video \(\PageIndex{2}\): Tieteellinen koe keittiössä osoittaa, mitä sokerimolekyyleille tapahtuu, kun niitä kuumennetaan. Koe ei tuottanut pettymystä!

Sokerilla, kuten suolallakin, on radikaalisti erilaisia ominaisuuksia (sekä fysikaalisia että kemiallisia) kuin sen ainesosilla. Tämä ainesosien ja yhdisteiden ominaisuuksien erilaisuus on kemiallisten reaktioiden keskeinen piirre.