Druska (joninis junginys): apibrėžimas, savybės ir panaudojimas

Chemijoje druska yra bet koks neutralus cheminis junginys, sudarytas iš katijonų (teigiamų jonų) ir anijonų (neigiamų jonų). Pagrindinė druskos rūšis yra natrio chloridas. Druskos dažnai susidaro cheminių reakcijų metu, pavyzdžiui, neutralizuojant rūgštį šarmais arba vykdant iškeitimo reakcijas.

Struktūra ir pagrindinės savybės

Druskos paprastai turi joninę kristalinę struktūrą, kur katijonai ir anijonai sudaro tinklelį, stabilizuotą elektrostatiniais traukos jėgų tarp priešingų krūvių. Dėl šio ryšio druskos dažnai pasižymi:

• aukštu lydymosi ir virimo tašku (dauguma joninių junginių yra kieti kambario temperatūroje);
• kieta, trapia kristaline struktūra;
• elektrinės laidumo galimybe ištirpus vandenyje arba ištirpinus/lydant (kietose būsenose jonai negali laisvai judėti, todėl elektros neužveda);
• poliarumo ir tirpumo skirtumais: kai kurios druskos gerai tirpsta vandenyje, kitos – silpnai arba visai netirpsta.

Ištirpinimas, disociacija ir elektrolitai

Druskos ištirpusios vandenyje disocijuoja į atskirus jonus — katijonus ir anijonus — todėl tirpalai įgyja savybę laidyti elektros srovę. Druskų mišiniai vandenyje vadinami elektrolitais. Elektra gali tekėti per elektrolitus ir ištirpusias druskas, nes jonai juda pagal įtampos skirtumą. Be to, ištirpusios druskos keičia kai kurias koligatyvines savybes, pavyzdžiui, mažina užšalimo temperatūrą (tai vadinama užšalimo taško slopinimu), dėl ko druskos naudojamos kelių barstymui žiemą.

Klasifikacija ir pavyzdžiai

Druskas galima skirstyti pagal įvairius kriterijus:

• Paprastos druskos – susidariusios iš vieno katijono ir vieno anijono (pvz., natrio chloridas – NaCl);
• Dvigubos ir kompleksinės druskos – sudarytos iš kelių skirtingų katijonų ar anijonų (pvz., kalio aliuminis sulfatas KAl(SO4)2);
• Hidratinės druskos – kristalizuotos kartu su vandens molekulėmis (pvz., vario sulfatas CuSO4·5H2O);
• Rūgštinės arba šarminės druskos – susidaro, kai neutralizacija nėra pilna ir lieka vienas vandenilio arba hidroksilo ekvivalentas.

Kaip druskos susidaro

Tipiškai druska susidaro neutralizacijos reakcijoje tarp rūgšties ir šarmo (bazės), išskiriant vandenį ir druską. Taip pat druskos gali susidaryti per iškeitimo (metatezės) reakcijas, kai vandeniniame tirpale esančios jonų poros sukeičia partnerius ir susidaro mažiau tirpus junginys, kuris nusėda kaip nuosėdos (precipitatas).

Panaudojimas

• Buityje: virškinimas ir konservavimas (pvz., maisto druska - NaCl);
• Žiemą: gatvių barstymas, nes druskos mažina užšalimo temperatūrą ir padeda ištirpdyti ledą;
• Pramonėje: gamyboje naudojamos žaliavos (stiklo, cheminių reagentų, trąšų, minkštiklių, valiklių ir kt. gamyboje);
• Medicinoje: fiziologinis tirpalas, elektrolitų atkūrimas, vaistų sintezė;
• Žemės ūkyje: trąšos (sausos druskos, nitratai, fosfatai) ir gyvulių pašarų papildai;
• Elektrotechnikoje ir metalurgijoje: elektrocheminių procesų, galvanizavimo, elektrolitinių baterijų komponentai.

Aplinkosauga ir sauga

Nors druskos turi daug naudingų panaudojimų, jos taip pat gali turėti neigiamą poveikį aplinkai ir infrastruktūrai:

• gatvių barstymas druska skatina koroziją automobilių ir tilto konstrukcijų metalinių dalių;
• dideli druskų kiekiai gali pažeisti augalus, dirvožemį ir gėlo vandens ekosistemas (natūralių vandens telkinių salinizacija);
• kai kurios druskos (pvz., nitratinės trąšos) prisideda prie eutrofikacijos ir vandens taršos;
• didelės koncentracijos kai kurios druskos yra toksiškos arba dirginančios odą ir gleivines – būtina laikytis saugos taisyklių jų tvarkyme ir sandėliavime.

Papildomos pastabos

Druską taip pat galima paaiškinti kaip joninį junginį, kuris disocijuoja, sudarydamas teigiamą joną, išskyrus vandenilio joną, ir neigiamą joną, išskyrus hidroksilo joną. Praktikoje yra daug išimčių ir specialių atvejų (pvz., kompleksinės druskos, kurių struktūra sudėtingesnė), todėl druskų elgsena priklauso nuo konkrečių sudedamųjų jonų ir sąlygų (temperatūros, tirpiklio, koncentracijos).

Santrauka: druskos yra plačiai paplitęs cheminių junginių tipas su savitomis fizikinėmis ir cheminėmis savybėmis, svarbūs tiek kasdieniame gyvenime, tiek pramonėje, tačiau jų naudojimas turi būti atsargus dėl galimo poveikio aplinkai ir saugai.

Klausimai ir atsakymai

K: Kas yra druska?

K: Kokia yra pagrindinė druskos rūšis?

K: Kaip susidaro natrio chloridas?

K: Kaip vadinami druskų mišiniai vandenyje?

K: Ar elektra gali tekėti per elektrolitus?

K: Kaip druskos sumažina temperatūrą, reikalingą skysčiui užšalti?

K: Kaip dar galima paaiškinti druską?

Paieška pagal raidę