Galvenais zinātne

Hidrāta ķīmiskais savienojums

Hidrāta ķīmiskais savienojums
Hidrāta ķīmiskais savienojums

Video: STEaMup skaidro: kā pareizi pierakstīt ķīmijas vienādojumu 2024, Jūlijs

Video: STEaMup skaidro: kā pareizi pierakstīt ķīmijas vienādojumu 2024, Jūlijs
Anonim

Hidrāts - jebkurš savienojums, kas satur ūdeni H 2 O molekulu veidā, bet parasti, bet ne vienmēr, ar noteiktu ūdens masu. Vispazīstamākie hidrāti ir kristāliskas cietās vielas, kas zaudē pamatfunkcijas, noņemot saistīto ūdeni. Izņēmumi ir ceolīti (alumīnija silikāta minerāli vai to sintētiskie analogi, kas satur ūdeni nenoteiktā daudzumā), kā arī līdzīgi māla minerāli, daži māli un metālu oksīdi, kuriem ir mainīgas ūdens proporcijas hidratētās formās; ceolīti zaudē un atgūst ūdeni atgriezeniski ar nelielām struktūras izmaiņām vai bez tām.

Vielas, kas spontāni absorbē ūdeni no gaisa, veidojot hidrātus, ir pazīstamas kā higroskopiskas vai šķīstošas, savukārt hidrāti, kas zaudē tā saukto hidratāciju vai kristalizācijas ūdeni, veidojot nehidrētas (bezūdens) vielas, ir zināmi kā pūkaini. Daudzos gadījumos ūdens uzņemšana un zaudēšana (karsējot, samazinot spiedienu vai izmantojot citus līdzekļus) ir atgriezeniski procesi, dažkārt kopā ar krāsas izmaiņām. Piemēram, zilais vitriols vai vara sulfāta pentahidrāts (CuSO 4 ∙ 5H 2 O) ir zils, vara sulfāta trihidrāts (CuSO 4 ∙ 3H 2 O) ir zils, un bezūdens vara sulfāts (CuSO 4) ir balts.

Citi piemēri hidrātiem ir Glauber s sāls (nātrija sulfāts dekahidrātam, Na 2 SO 4 ∙ 10H 2 O); mazgāšanas soda (nātrija karbonāta dekahidrāts, Na 2 CO 3 ∙ 10H 2 O); boraks (sodium tetraborate dekahidrātam, Na 2 B 4 O 7 ∙ 10H 2 O); sulfāti, kas pazīstami kā vitrioli (piemēram, Epsom sāls, MgSO 4 ∙ 7H 2 O); un dubultsāļi, kas kopīgi pazīstami kā alumi (M + 2 SO 4 ∙ M +3 2 (SO 4) 3 ∙ 24H 2 O, kur M + ir monopozitīvs katjons, piemēram, K + vai NH4 +, un M 3+ ir tripositīvs katjons, piemēram, Al 3+ vai Cr 3+).

Daudzos gadījumos hidrāti ir koordinācijas savienojumi. CuSO 4 ∙ 5H 2 O faktiski ir [Cu (H 2 O) 4] SO 4 ∙ 4H 2 O; četras hidratācijas ūdens molekulas ir saskaņotas ar vara jonu, turpretī piektā ūdens molekula ir saistīta ar sulfāta jonu, domājams, ar ūdeņraža savienojumu. Līdzīgi MgSO 4 ∙ 7H 2 O faktiski ir [Mg (H 2 O) 6] SO 4 ∙ 4H 2 O. Rentgenstaru difrakcijas pētījumi parādīja, ka hidrēts berilija sulfāts (BeSO 4 ∙ 4H 2 O) un hidratēts berilija nitrāts (Be (NO 3) 2 ∙ 4H 2 O) abi satur tetraedriskā kompleksa jonu [Be (H 2 O) 4] 4+.

Vairākas gāzes - it īpaši cēlgāzes un vienkāršas ogļūdeņraža gāzes, piemēram, metāns, etāns, propāns un acetilēns, kā arī hlors un oglekļa dioksīds - salīdzinoši zemā temperatūrā un spiedienā veido kristāliskus hidrātus, kurus sauc par klatrāta savienojumiem. Klatrāta kristāliem ir tāda struktūra, kurā ūdens molekulas veido brīvi noturīgu karkasu, kas ieskauj gāzes molekulu. Metāna hidrāti lielos daudzumos ir atrodami zem okeāna dibena un mūžīgajām sals uz sauszemes. Tiek uzskatīts, ka zemūdens metāna hidrātā ir vairāk degvielas nekā pasaules ogļu, dabasgāzes un naftas rezervēs. Pastāv arī bažas, ka klimata pārmaiņas varētu izraisīt metāna hidrātu sadalīšanos un metāna izdalīšanos, kas pasliktinātu klimata pārmaiņu problēmu, jo metāns ir daudz efektīvāka siltumnīcefekta gāze nekā oglekļa dioksīds.