Основен наука

Хидратно химично съединение

Хидратно химично съединение
Хидратно химично съединение

Видео: Съединения на алуминия 2024, Юли

Видео: Съединения на алуминия 2024, Юли
Anonim

Хидрат, всяко съединение, което съдържа вода под формата на H 2 O молекули, обикновено, но не винаги, с определено съдържание на вода на тегло. Най-известните хидрати са кристални твърди частици, които губят основните си структури при отстраняване на свързаната вода. Изключение от това са зеолитите (алуминиеви силикатни минерали или техните синтетични аналози, които съдържат вода в неопределени количества), както и подобни глинени минерали, определени глини и метални оксиди, които имат променливи пропорции на водата в своите хидратирани форми; зеолитите губят и възстановяват водата обратимо с малка или никаква промяна в структурата.

Веществата, които спонтанно абсорбират водата от въздуха за образуване на хидрати, са известни като хигроскопични или деликатни, докато хидратите, които губят така наречената вода на хидратация или вода от кристализация, за да образуват нехидратирани (безводни) вещества, са известни като ефлоресцентни. В много случаи поемането и загубата на вода (чрез нагряване, намаляване на налягането или други средства) са обратими процеси, понякога придружени от промени в цвета. Например, синият витриол или меден сулфат пентахидрат (CuSO 4 ∙ 5H 2 O) е син, меден сулфат трихидрат (CuSO 4 ∙ 3H 2 O) е син, а безводен меден сулфат (CuSO 4) е бял.

Други примери за хидрати са глауберова сол (натриев сулфат декахидрат, Na 2 SO 4 ∙ 10H 2 O); измиване сода (натриев карбонат декахидрат, Na 2 СО 3 ∙ 10H 2 O); боракс (натриев тетраборат декахидрат, Na 2 B 4 O 7 ∙ 10H 2 O); сулфатите известни като vitriols (например, английска сол, магнезиев 4 ∙ 7Н 2 О); и двойните соли, известни заедно като алуми (M + 2 SO 4 ∙ M +3 2 (SO 4) 3 ∙ 24H 2 O, където M + е монопозитивен катион, като K + или NH4 +, и M 3+ е трипозитивен катион, като Al 3+ или Cr 3+).

В много случаи хидратите са координационни съединения. CuSO 4 ∙ 5H 2 O всъщност е [Cu (H 2 O) 4] SO 4 ∙ 4H 2 O; четири молекули вода на хидратация се координират с медния йон, докато петата водна молекула е свързана със сулфатния йон, вероятно чрез водородна връзка. По подобен начин MgSO 4 ∙ 7H 2 O всъщност е [Mg (H 2 O) 6] SO 4 ∙ 4H 2 O. Рентгенологичните дифракционни изследвания показват, че хидратиран берилиев сулфат (BeSO 4 ∙ 4H 2 O) и хидратиран берилиев нитрат (Be (NO 3) 2 ∙ 4Н 2 О) както съдържа четиристенен комплекс йон [Be (H 2 O) 4] 4+.

Редица газове - по-специално благородните газове и прости въглеводородни газове като метан, етан, пропан и ацетилен, както и хлор и въглероден диоксид - образуват кристални хидрати, наречени клатратни съединения при сравнително ниски температури и налягане. Клатратните кристали имат структура, в която водните молекули образуват слабо задържана рамка, заобикаляща молекулата на газа. Метан хидратите се намират в големи количества под дъното на океана и вечната слана на сушата. Смята се, че в подводните метанови хидрати има повече гориво, отколкото в световните запаси от въглища, природен газ и нефт. Има също така опасения, че изменението на климата може да доведе до разрушаване на метановите хидрати и освобождаването на техния метан, което би влошило проблема с изменението на климата, тъй като метанът е по-ефективен парников газ от въглеродния двуокис.