Glavni znanost

Hidratna kemična spojina

Hidratna kemična spojina
Hidratna kemična spojina

Video: Poimenovanje spojin | Inštrukcije kemije 2024, Julij

Video: Poimenovanje spojin | Inštrukcije kemije 2024, Julij
Anonim

Hidrat vsaka spojina, ki vsebuje vodo v obliki H 2 O molekule, običajno, vendar ne vedno, z določeno vsebnostjo vode po teži. Najbolj znani hidrati so kristalne trdne snovi, ki ob odstranitvi vezane vode izgubijo svoje temeljne strukture. Izjeme pri tem so zeoliti (minerali aluminijev silikat ali njihovi sintetični analogi, ki vsebujejo vodo v nedoločenih količinah), pa tudi podobni minerali gline, nekatere gline in kovinski oksidi, ki imajo v hidratiziranih oblikah spremenljiv delež vode; zeoliti izgubijo in povrnejo vodo reverzibilno z malo ali brez spremembe strukture.

Snovi, ki spontano absorbirajo vodo iz zraka in tvorijo hidrate, so poznane kot higroskopske ali deliquecentne, medtem ko hidrati, ki izgubijo tako imenovano hidratacijsko vodo ali vodo kristalizacije, da tvorijo nehidratizirane (brezvodne) snovi, so znane kot eflorescentne. V mnogih primerih so vnos in izguba vode (s segrevanjem, zniževanjem tlaka ali drugimi sredstvi) reverzibilni procesi, ki jih včasih spremljajo spremembe barve. Na primer, modri vitriol ali pentahidrat bakrovega sulfata (CuSO 4 ∙ 5H 2 O) je modre barve, bakrov sulfat trihidrat (CuSO 4 ∙ 3H 2 O) je modre barve, brezvodni bakrov sulfat (CuSO 4) pa bel.

Drugi primeri hidratov so Glauberjeve soli (natrijev sulfat dekahidrat, Na 2 SO 4 ∙ 10H 2 O); pralna soda (natrijev karbonat dekahidrat, Na 2 CO 3 ∙ 10H 2 O); boraks (natrijev tetraborat dekahidrat, Na 2 B 4 O 7 ∙ 10H 2 O); so sulfati, znane kot vitriols (npr Epsom sol, MgSO 4 ∙ 7H 2 O); in dvojne soli, skupaj znane kot alume (M + 2 SO 4 ∙ M +3 2 (SO 4) 3 ∙ 24H 2 O, kjer je M + monopozitiven kation, kot sta K + ali NH4 +, in M 3+ je tripozitivni kation, kot sta Al 3+ ali Cr 3+).

V mnogih primerih so hidrati koordinacijske spojine. CuSO 4 ∙ 5H 2 O je pravzaprav [Cu (H 2 O) 4] SO 4 ∙ 4H 2 O; štiri molekule hidratacijske vode so usklajene z bakrovim ionom, medtem ko je peta molekula vode povezana s sulfatnim ionom, predvidoma z vezanjem z vodikom. Podobno je MgSO 4 ∙ 7H 2 O pravzaprav [Mg (H 2 O) 6] SO 4 ∙ 4H 2 O. Rentgenske difrakcijske študije so pokazale, da hidrirani berilijev sulfat (BeSO 4 ∙ 4H 2 O) in hidriran berilijev nitrat (Be (NO 3) 2 ∙ 4H 2 o) oba vsebujeta Tetraedarski kompleksno ion [Be (H 2 o) 4] 4+.

Številni plini - zlasti žlahtni plini in preprosti ogljikovodikovi plini, kot so metan, etan, propan in acetilen, pa tudi klor in ogljikov dioksid - tvorijo kristalne hidrate, imenovane klatratne spojine, pri sorazmerno nizkih temperaturah in tlakih. Kristali klatrata imajo strukturo, v kateri molekule vode tvorijo ohlapno ogrodje, ki obdaja molekulo plina. Metan hidrati najdemo v velikih količinah pod oceanskim dnom in večno zmrzaljo na kopnem. Verjame se, da je v podvodnih hidratih metana več goriva kot v svetovnih rezervah premoga, zemeljskega plina in nafte. Obstajajo tudi pomisleki, da lahko podnebne spremembe povzročijo, da se metanski hidrati porušijo in sprostijo svoj metan, kar bi poslabšalo problem podnebnih sprememb, saj je metan učinkovitejši toplogredni plin kot ogljikov dioksid.