Hydraty

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania

Hydraty inaczej wodziany – pojęcie dwuznaczne oznaczające:

  1. W chemii organicznej jest to każdy związek chemiczny otrzymany na skutek reakcji addycji wody – w hydratach w tym sensie nie występują wolne cząsteczki wody, lecz do związku przyłączają się osobno atomy wodoru i grupy hydroksylowej, pochodzące ze zdysocjowanej wody.
  2. W chemii nieorganicznej jest to związek chemiczny lub układ supramolekularny, który zawiera w swojej strukturze cząsteczki wody zaokludowane w jego sieci krystalicznej lub względnie trwale połączone wiązaniami wodorowymi, a nie wiązaniami kowalencyjnymi. Hydraty w tym sensie są często tworzone przez sole nieorganiczne. Niektóre związki organiczne również są zdolne do tworzenia tego rodzaju hydratów.

Hydraty związków organicznych[edytuj | edytuj kod]

Przykłady:

  • wodzian chloralu – jeden z pierwszych syntetycznych leków nasennych
  • wodzian metanu – nietrwały związek wytwarzający się samorzutnie w sprzyjających warunkach w naturze (zwiększone ciśnienie, niska temperatura), osadzająca się np. na dnie oceanów oraz zatykający rurociągi naftowe.

Hydraty związków nieorganicznych (sole uwodnione)[edytuj | edytuj kod]

Sześciowodny chlorek kobaltu(II)

W uwodnionych solach woda nie tworzy wiązań kowalencyjnych z cząsteczkami soli, lecz jest wbudowana w ich sieć krystaliczną. Z tego względu wodę tę nazywa się krystalizacyjną. Woda jest wbudowywana do sieci w ściśle określony sposób na skutek czego na jedną cząsteczkę soli przypada ściśle określona liczba cząsteczek wody. W kryształach hydratów woda jest utrzymywana poprzez silne wiązania wodorowe, które występują w każdej jednostce elementarnej sieci krystalicznej lub tylko poprzez zaokludowanie wewnątrz jednostek elementarnych sieci. Tradycyjnie, we wzorach sumarycznych hydratów, wodę krystalizacyjną wyodrębnia się z niego na końcu i pisze po znaku mnożenia.

Sole uwodnione są zwykle nietrwałe termicznie. W określonej temperaturze przechodzą często spontanicznie w formę bezwodną, lub formę mniej uwodnioną. Po ochłodzeniu bezwodna forma soli jest zwykle silnie higroskopijna i spontanicznie pobiera wodę z otoczenia, jeśli tylko ma taką możliwość. Istnieją też trwałe hydraty, które nie rozkładają się przed osiągnięciem temperatury topnienia. Odwodnienie tego rodzaju hydratów wymaga specjalnych zabiegów – jak np. suszenia ich w formie stopionej i następnie krystalizacji z bezwodnych rozpuszczalników.

Przemianie soli metali przejściowych z formy bezwodnej w hydrat towarzyszy często zmiana barwy. Przykładem jest uwodniony niebieski siarczan miedzi CuSO4•5H2O przechodzący w wyniku podgrzania najpierw w jasnobłękitną postać jednowodną, a następnie w białą bezwodną. Zjawisko to jest często stosowane do detekcji zawilgocenia środków suszących. Np. do silikażelu dodaje się często bezwodnego chlorku kobaltu(II), który zmienia barwę z intensywnie niebieskiej na ciemnoróżową po przemianie w hydrat.

Niektóre sole uwodnione występują w więcej niż jednej postaci, np. bezwodny węglan sodu przyłączając wodę tworzy kolejno hydraty: jednowodny Na2CO3•H2O, następnie siedmiowodny Na2CO3•7H2O i ostatecznie trwały dziesięciowodny Na2CO3•10H2O.

Hydraty w większości dość dobrze rozpuszczają się w wodzie, przy czym proces rozpuszczania powoduje "wyzwolenie" wody z sieci krystalicznej, nawet jeśli sama sól nie ulega dysocjacji, co należy uwzględniać w obliczeniach stechiometrycznych reakcji chemicznych prowadzonych z udziałem tych soli. Część hydratów nie jest jednak dobrze rozpuszczalna w wodzie. Przykładem słabo rozpuszczalnego hydratu jest gips, czyli uwodniony siarczan wapnia CaSO4•2H2O. (Porównaj: anhydryt)

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]