Pagrindinis mokslas

Hidratinis cheminis junginys

Hidratinis cheminis junginys
Hidratinis cheminis junginys

Video: The Thermite Kettle 2024, Liepa

Video: The Thermite Kettle 2024, Liepa
Anonim

Hidratas, junginys, kuriame yra vandenį iš H forma 2 O molekulių, paprastai, bet ne visada, su tam tikrą kiekį vandens masės. Geriausiai žinomi hidratai yra kristalinės kietos medžiagos, kurios praranda savo pagrindines struktūras pašalinus surištą vandenį. Išimtys yra ceolitai (aliuminio silikatiniai mineralai arba jų sintetiniai analogai, kuriuose neribotą kiekį vandens yra vanduo), taip pat panašūs molio mineralai, tam tikri moliai ir metalo oksidai, kurių hidratuotų formų vanduo yra kintamas; ceolitai praranda ir atgauna vandenį grįžtamai, beveik nesikeisdami ar nekeisdami struktūros.

Medžiagos, kurios savaime sugeria vandenį iš oro, sudarydamos hidratus, yra žinomos kaip higroskopinės arba tirpstančios, o hidratai, prarandantys vadinamąjį hidratacijos vandenį arba kristalizacijos vandenį, kad sudarytų nehidratuotas (bevandenes) medžiagas, yra žinomi kaip pūsti. Daugeliu atvejų vandens pasisavinimas ir praradimas (kaitinant, mažinant slėgį ar kitomis priemonėmis) yra grįžtami procesai, kartais kartu su spalvos pokyčiais. Pavyzdžiui, mėlynasis vitriolis arba vario sulfato pentahidratas (CuSO 4 ∙ 5H 2 O) yra mėlynas, vario sulfato trihidratas (CuSO 4 ∙ 3H 2 O) yra mėlynas, o bevandenis vario sulfatas (CuSO 4) yra baltas.

Kitų pavyzdžių, hidratų yra Glauberio druska (natrio sulfatu dekahidratas, Na 2 SO 4 ∙ 10H 2 O); plovimo soda (natrio karbonato dekahidratas, Na 2 CO 3 ∙ 10H 2 O); boraksas (natrio tetraborato dekahidratas, Na 2 B 4 O 7 ∙ 10H 2 O); sulfatai, vadinami vitrioliais (pvz., Epsom druska, MgSO 4 ∙ 7H 2 O); ir dvigubos druskos, bendrai žinomos kaip alumai (M + 2 SO 4 ∙ M +3 2 (SO 4) 3 ∙ 24H 2 O, kur M + yra monopozityvus katijonas, toks kaip K + arba NH4 +, o M 3+ yra tripozityvus katijonas, toks kaip Al 3+ arba Cr 3+).

Daugeliu atvejų hidratai yra koordinavimo junginiai. CuSO 4 ∙ 5H 2 O iš tikrųjų yra [Cu (H 2 O) 4] SO 4 ∙ 4H 2 O; keturios hidratacijos vandens molekulės yra suderintos su vario jonu, tuo tarpu penktoji vandens molekulė yra sujungta su sulfato jonu, greičiausiai, jungiantis vandeniliu. Panašiai MgSO 4 ∙ 7H 2 O iš tikrųjų yra [Mg (H 2 O) 6] SO 4 ∙ 4H 2 O. Rentgeno spindulių difrakcijos tyrimai parodė, kad hidratuotas berilio sulfatas (BeSO 4 ∙ 4H 2 O) ir hidratuotas berilio nitratas (Be (NO 3) 2 ∙ 4H 2 O) abu turi tetraedrinio komplekso joną [Be (H 2 O) 4] 4+.

Daugybė dujų, ypač tauriųjų ir paprastųjų angliavandenilių dujų, tokių kaip metanas, etanas, propanas ir acetilenas, taip pat chloras ir anglies dioksidas, sudaro kristalinius hidratus, vadinamus klatrato junginiais, esant santykinai žemai temperatūrai ir slėgiui. Klatrato kristalai turi struktūrą, kurioje vandens molekulės sudaro laisvai laikomą karkasą, supantį dujų molekulę. Dideliais kiekiais randama metano hidratų po vandenyno dugnu ir amžino įšalo sausumoje. Manoma, kad povandeniniuose metano hidratuose yra daugiau degalų nei pasaulio anglies, gamtinių dujų ir naftos atsargose. Taip pat nerimaujama, kad dėl klimato kaitos metano hidratai gali suskaidyti ir išleisti į aplinką metaną, o tai pablogintų klimato kaitos problemą, nes metanas yra veiksmingesnės šiltnamio efektą sukeliančios dujos nei anglies dioksidas.