Vad är det i saltet som smakar salt?

Tillhör kategori: livsmedel, vardagens kemi

Författare: Stina Gustafsson

Introduktion Riktlinjer Säkerhet Materiel Förarbete Utförande Förklaring Kemisk bakgrund Fördjupning Litteratur Fler experiment

Tid för förberedelse: 10 minuter

Tid för genomförande: 10 minuter

Antal tillfällen: 1

Säkerhetsfaktor: Ofarligt

Svårighetsgrad: Busenkelt

Introduktion

Är det natriumjonen eller kloridjonen som ger koksaltet dess salta smak? Det ska vi försöka ta reda på här. Genom att byta ut den ena jonen mot en annan kanske man kan avgöra vad som ger smaken. Vi kommer att prova natriumsulfat, kalciumklorid (samt kaliumklorid.)

Riktlinjer

Experimentet är enkelt att genomföra, det lämpar sig som elevförsök med 2-3 elever per grupp.

Säkerhet

Var noga med att inte förorena kemikalierna du ska smaka på och se till att labbet är rent.

överblivna vattenlösningar kan spolas ner i slasken.

Materiel

• Natriumklorid (NaCl)
• Natriumsulfat (Na₂SO₄)
• Kalciumklorid (CaCl₂)
• Kaliumklorid (KCl)
• Vatten
• 100 ml bägare, 4 st
• Sked
• Glasstav

Förarbete

Inget förarbete.

Utförande

Hypotes: Om det är så att den salta smaken kommer från natriumjonen så ska även vattenlösningen med natriumsulfat smaka salt. Kalcium bildar en tvåvärd jon så det borde inte bli salt smak i vattenlösningen med kalciumklorid. Däremot så vet jag att kaliumklorid smakar salt (Seltin) och kalium är en envärd jon så det borde stämma. Dock innehåller Seltin också natriumklorid.

1. Bered en vattenlösning med NaCl, en med Na₂SO₄ och en med CaCl₂ samt en med KCl. Tag en tesked av vardera saltet till ca 80 ml vatten när du bereder din lösning. Märk bägarna noga.
2. Doppa glasstaven i bägare nummer ett, fånga en droppe av vattenlösningen på spetsen av staven. Smaka! Rengör staven!
3. Udersök på samma sätt smaken med bägare 2, 3, 4. Glöm inte att anteckna resultatet.

Bild: © Svante Åberg

Förklaring

I detta experiment testar du smaken på några olika jonföreningar i vattenlösning. Syftet är att känna om det är någon skillnad på den salta smaken i de olika lösningarna. Man tror att det är natriumjonen respektive kaliumjonen som ger saltet dess salta smak, d.v.s positiva envärda joner. Därför smakar lösningarna med natriumklorid, natriumsulfat samt kaliumklorid salt. Vattenlösningen av kalciumklorid däremot har inte den salta smaken. Kalcium är en positiv tvåvärd jon, därför genererar den inte den salta smaken. I vår tunga har vi smaklökar, via smaklökarna kan vi känna den salta smaken.

Kemisk bakgrund

Smakreceptorer

Vi har idag fem olika kända smaker. Till de fyra traditionella smakerna bittert, sött, surt och salt har man fogat en femte smak, umami (smaken av glutamat). Man tror att det är natriumjonen respektive kaliumjonen som ger saltet dess salta smak. Vätejoner ger sur smak. På tungan har vi receptorer för sälta uppbyggda av jonkanaler, där kan vi också känna den sura smaken.

Jonkanaler är proteiner inbäddade i nervcellens membran. I varje cell kan det finnas miljoner kanaler. Antalet, samt deras utseende kan variera. Jonkanalerna är grunden för all aktivitet i nervsystemet. Det finns två typer av jonkanaler, dels de som aktiveras av elektrisk spänning och dels de som aktiveras av olika molekyler, t.ex. signalsubstanser. En sorts jonkanal vi har i tungan släpper igenom kaliumjoner, en annan sort släpper igenom natriumjoner osv.

Salt och sur smak är besläktade med varandra. Det handlar i båda fallen om positiva envärda joner som kan passera jonkanalerna. Vi känner olika smaker med hjälp av våra smaklökar som innehåller ungefär 150 celler med nervtrådar. Små utbuktningar kallade microvilli, vilka innehåller massor av smakreceptorer förbinder nerver i tungan med ytan på tungan. Nerverna för sedan elektriska impulser till hjärnan där tolkning sker av vilken smak vi känner.

Koksalt och salter i allmänhet

Några fakta om salterna i experimentet

Kalciumklorid, CaCl₂, används framför allt som vägsalt.

Natriumsulfat, Na₂SO₄, fås framför allt som biprodukt vid framställning av väteklorid.Den används inom textilindustrin, livsmedelsindustrin etc.

Natriumklorid, NaCl, är det salt som vi kallar vanligt koksalt.

Kaliumklorid, KCl, finns i Seltin där man har bytt ut ca 50 % av natriumkloriden mot kaliumklorid.

NaCl-kristaller kristalliserade ur lösning	Saltkristaller i Jozo bordssalt
Bild: © Svante Åberg

Salters egenskaper

Ett salt är en kemisk förening. Alla salter är fasta och kristallformiga vid rumstemperatur. De smakar oftast salt och kan lösas i vatten. Saltkristallerna är sköra. De har relativt hög smältpunkt.

När saltet smälter eller löses leder det elektrisk ström bra. En lösning av natriumklorid leder ström bra pga att rörligheten hos natrium- och kloridjonerna. även attraktionen mellan den laddade jonen och den motsatt laddade elektroden ”bär” strömmen genom lösningen. När ett salt smälter övergår det från fast form till flytande form. När saltet är i fast form är det en dålig ledare.

När man löser natriumklorid i vatten så sker fullständig sönderdelning av saltet till natriumjoner och kloridjoner tills att lösningen är mättad. När lösningen är mättad ser man att det ligger salt på botten i kärlet som ej lösts.

Reaktioner när salt bildas ur sina grundämnen

Natrium är en metall som hör till grupp 1 i det periodiska systemet. Många förknippar natrium med dess häftiga reaktion med vatten som brukar demonstreras i skolan.

Klor är en gas som tillhör grupp 7 i periodiska systemet, det användes som stridsgas under första världskriget för att det skadar lungorna. Klor förstör bakterier och används för att rena t.ex. vatten i badbassänger.

När natrium och klor kommer i kontakt med varandra reagerar ämnena med varandra. Efter reaktionen kan man se ett vitt pulver, som är koksalt eller natriumklorid. Både natrium och klor är mycket farliga grundämnen var för sig, men när de reagerar med varandra bildas ett ofarligt ämne, som kan användas vid matlagning.

Vid reaktionen släpper natriumatomen sin elektron i sitt yttersta skal och kloratomen tar upp den, och lägger den i sitt yttersta skal. Då har både natriumatomen och kloratomen fått sina yttersta skal fyllda, vilket innebär att de har uppnått ädelgasstruktur. Natriumatomen har blivit en positiv natriumjon och kloratomen har blivit en negativ kloridjon. Nu har jonerna olika laddning, så de dras till varandra, och de ordnar sig i ett kubiskt kristallmönster som är utmärkande för natriumklorid. Formeln för natriumklorid är NaCl.

Jonbindning

I ett salt finns olika joner som attraheras av varandra för att de har olika laddningar. Det är just de olika laddningarna som håller saltet samman. Mellan jonerna finns jonbindning. Därför kallas saltet för en jonförening.

Alla saltets egenskaper kan förklaras med jonbindningens karaktär. Stabiliteten, styrkan, hos bindningen beror på kraften som uppstår när två olika laddningar en positiv och en negativ attraheras till varandra. Det krävs att man tillför mycket energi för att bryta denna bindning och därmed separera jonerna. Salter har pga detta en hög smältpunkt.

Jonföreningar är sköra pga sin struktur. Om man har en samling av NaCl så räcker det med att en av dessa föreningar förflyttas en jonlängd i någon riktning så att två identiskt laddade NaCl hamnar bredvid varandra (Na⁺ mitt för Na⁺ och Cl^- mitt för Cl^-), då repellerar de varandra och saltet splittras.

Modell av NaCl-kristall blå = natriumjon, grön = kloridjon Lägg märke till att varje jon omges av 6 joner av motsatt slag.

Natriumkloridens struktur är regelbunden. Varje Na⁺-jon attraheras av sex Cl^--joner som omger den. På samma sätt omges varje Cl^--jon av sex Na⁺-joner som den attraheras av.

Positiva joner (anjoner) är mindre än de atomer de var från början. Negativa joner (katjoner) blir större. En katjon är betydligt mindre och en anjon betydligt större än motsvarande neutrala atom.

Exempelvis natriumatomen har en storlek av 1,92 Å medan den positivt laddade natriumjonen har en storlek på 0,98 Å. Kloratomen har en storlek på 0,99 Å och kloridjonens storlek är 1,8 Å. Anledningen till det är att natriumatomen avger sin elektron medan kloridatomen upptar en elektron för att uppnå ädelgasstruktur. Vid anjonbildningen blir jonens yttre delar lösare sammanhållna genom att kärnladdningens effektivitet minskar. Storleken på jonen är viktig i det avseende att den avgör styrkan på jonbindningen.

Koksaltets historik

Koksalt (natriumklorid)har genom årtusenden varit viktigt för människan. Saltning var ett av de tidigaste sätten att konservera livsmedel. Konservering med salt medför att ett osmotiskt tryck bildas i cellernas omgivning som i sin tur leder till att mikroorganismer i livsmedlet töms på vätska och torkar ut.

Saltet användes också som krydda. Natriumklorid är idag viktigt på andra håll än i mat. Det används inom industrin som viktig råvara för framställning av bl.a. natriumhydroxid, klorgas och saltsyra.

Koksalt som livsmedel

Livsmedelsverket rekommenderar att det dagliga koksaltintaget skall vara maximalt 5 gram. Enligt studier gjorda av livsmedelsverket så har man sett att blodtrycket sänkts med minskat saltintag. Eftersom man vet att risken för hjärt- och kärlsjukdomar ökar med ökande blodtryck tror man sig kunna minska antalet dödsfall i hjärtinfarkter och stroke med minskat saltintag.

I Sverige tillsätts jod, som motverkar effekten av struma, i salt. I vissa delar av världen lider man av jodbrist. Jod betraktas som ett näringstillskott och rekommenderas av WHO. I Sverige måste allt salt som är avsett att användas som livsmedel tillsättas jod, 5-10 mg per kg. I många andra länder i världen, bla USA är det också obligatoriskt att tillsätta jod. I Himalayas bergstrakter däremot är det inte det, och där lider många människor av struma .

Bordssaltet Seltin

I Seltin har man till hälften ersatt natriumkloriden med kaliumklorid eftersom man anser att natriumklorid höjer blodtrycket.

Fördjupning