Hydraty - Polski Serwis Naukowy

Hydraty inaczej wodziany – pojęcie dwuznaczne oznaczające:

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.
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

Przykłady:

Addycja (przyłączanie) - rodzaj reakcji chemicznej, polegającej na przyłączeniu jednej cząsteczki do drugiej w wyniku czego powstaje tylko jeden produkt, bez żadnych produktów ubocznych. W chemii organicznej addycja przebiega zwykle z rozerwaniem wiązania wielokrotnego węgiel-węgiel lub węgiel-heteroatom. Istnieją jednak proste reakcje addycji, które zachodzą bez zrywania wiązań wielokrotnych takie jak np: rekombinacja rodników.

Chemia organiczna - dziedzina chemii zajmująca się badaniem budowy, właściwości oraz reakcji związków chemicznych zawierających węgiel, a także opracowywaniem różnorodnych metod syntezy tych połączeń. Ponadto związki organiczne zawierać mogą atomy innych pierwiastków, takich jak wodór, tlen, azot, fosfor, krzem oraz siarka.

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)

Bezwodny chlorek kobaltu(II)

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.

Wodór (H, łac. hydrogenium) – pierwiastek chemiczny, niemetal z bloku s układu okresowego. Jest to najprostszy możliwy pierwiastek o liczbie atomowej 1, składający się z jednego protonu i jednego elektronu.

Gips − nazwa pochodzi od gr. gypsos (γύψος) (łac. gypsum) oznaczającego czynność gipsowania, a także kredę lub cement. Nazwa ta obejmuje dwa pokrewne pojęcia:

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.

Sole - związki chemiczne powstałe w wyniku całkowitego lub częściowego zastąpienia w kwasach atomów wodoru innymi atomami, bądź grupami o właściwościach elektrofilowych, np. kationy metali, jony amonowe i inne postaci XR4+ (gdzie X = {N, P, As, ...}, R - dowolna grupa organiczna) itp. Sole znalazły liczne zastosowania jako nawozy sztuczne, w budownictwie, komunikacji, przemyśle spożywczym i wielu innych. Sole występują w przyrodzie, jako minerały lub w organizmach żywych w roztworach płynów ustrojowych.

Silikażel, żel krzemionkowy - kserożel utworzony z uwodnionych cząstek krzemionki (czyli dwutlenku krzemu). Jego kształt, oraz - co ważne - porowata struktura, pozostają niezmienione nawet po całkowitym wysuszeniu tworząc olbrzymią powierzchnię, dzięki czemu silikażel posiada własności rozdzielcze i osuszające. Zastosowanie: chromatografia jako faza stacjonarna, środek osuszający, a także jako wypełniacz w przemyśle gumowym, oraz nośnik katalizatorów.

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.

Temperatura – jedna z podstawowych ) w termodynamice, będąca miarą stopnia nagrzania ciał. Temperaturę można ściśle zdefiniować tylko dla stanów równowagi termodynamicznej, bowiem z termodynamicznego punktu widzenia jest ona wielkością reprezentującą wspólną własność dwóch układów pozostających w równowadze ze sobą. Temperatura jest związana ze średnią energią kinetyczną ruchu i drgań wszystkich cząsteczek tworzących dany układ i jest miarą tej energii.

Higroskopijność - podatność niektórych substancji na wchłanianie wilgoci lub nawet wiązanie się z wodą. Woda ta może pochodzić z pary wodnej znajdującej się w powietrzu, z wilgoci znajdującej się w gruncie, z rosy osadzającej się na powierzchni substancji itp. Pochłanianie występuje wtedy, gdy woda przenika z miejsca kontaktu z materiałem higroskopijnym do jego wnętrza. Odbywać się to może na różne sposoby.

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 słaborozpuszczalnego hydratu jest gips, czyli uwodniony siarczan wapnia CaSO4•2H2O. (Porównaj: anhydryt)

Związki kompleksowe (inaczej kompleksy, związki koordynacyjne) – związki chemiczne, w których można wyróżnić jeden lub więcej atomów centralnych, otoczonych przez inne atomy lub ich grupy zwane ligandami, przy czym przynajmniej jedno wiązanie atomu centralnego z ligandem ma charakter wiązania koordynacyjnego.

Stechiometria – dział chemii zajmujący się stosunkami ilościowymi przemian związków chemicznych zachodzących w czasie reakcji chemicznych. Stechiometria zajmuje się ustaleniem w jakich proporcjach ilościowych reagują z sobą związki chemiczne i jakie są proporcje substratów do produktów. Proporcje te wylicza się na podstawie równań chemicznych analizowanych reakcji oraz znajomości mas cząsteczkowych substratów i produktów.

Zobacz też

związki kompleksowe

chlorek chromu(III) – izomeria hydratacyjna