หลัก วิทยาศาสตร์

สารประกอบเคมีไฮเดรต

สารประกอบเคมีไฮเดรต
สารประกอบเคมีไฮเดรต
Anonim

ไฮเดรตคือสารประกอบใด ๆ ที่มีน้ำในรูปของโมเลกุลH 2 O ซึ่งโดยปกติจะมี แต่ไม่เสมอไปโดยมีน้ำหนักที่แน่นอน ไฮเดรตที่รู้จักกันดีที่สุดคือของแข็งของผลึกที่สูญเสียโครงสร้างพื้นฐานของพวกมันเมื่อกำจัดน้ำที่ถูกผูกไว้ ข้อยกเว้นสำหรับเรื่องนี้คือซีโอไลต์ (แร่อะลูมิเนียมซิลิเกตหรืออะนาล็อกสังเคราะห์ที่มีน้ำในปริมาณไม่ จำกัด) เช่นเดียวกับแร่ดินเหนียวที่คล้ายกันดินเหนียวบางชนิดและโลหะออกไซด์ซึ่งมีสัดส่วนของน้ำในรูปแบบไฮเดรท ซีโอไลต์สูญเสียและคืนสภาพของน้ำได้โดยมีการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างเพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลย

สารที่ดูดซับน้ำจากอากาศให้กลายเป็นไฮเดรตโดยธรรมชาตินั้นเป็นที่รู้จักกันในชื่ออุ้มน้ำหรือเป็นวัตถุโบราณในขณะที่ไฮเดรตที่สูญเสียน้ำที่เรียกว่าไฮเดรตหรือน้ำจากการตกผลึกเป็นสารที่ไม่มีน้ำ ในหลายกรณีการดูดซับและการสูญเสียน้ำ (โดยการให้ความร้อนการลดความดันหรือวิธีการอื่น ๆ) เป็นกระบวนการที่สามารถย้อนกลับได้บางครั้งมาพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงของสี ตัวอย่างเช่นสีฟ้ากรดกำมะถันหรือคอปเปอร์ซัลเฟต pentahydrate (CuSO 4 ∙ 5H 2 O) คือสีน้ำเงินคอปเปอร์ซัลเฟตไตรไฮเดรต(CuSO 4 ∙ 3H 2 O) เป็นสีฟ้าและคอปเปอร์ซัลเฟตปราศจาก (CuSO 4) เป็นสีขาว

ตัวอย่างของไฮเดรตอื่น ๆ ได้แก่ เกลือของ Glauber (โซเดียมซัลเฟต decahydrate, Na 2 SO 4 ∙ 10H 2 O); โซดาซักผ้า (โซเดียมคาร์บอเนต decahydrate, Na 2 CO 3 ∙ 10H 2 O); บอแรกซ์ (โซเดียมเตตร้าบาร์เรท decahydrate, Na 2 B 4 O 7 ∙ 10H 2 O); ซัลเฟตที่เรียกว่ากรดกำมะถัน (เช่นเกลือ Epsom, MgSO 4 ∙ 7H 2 O); และเกลือคู่เรียกว่า alums (M + 2 SO 4 ∙ M +3 2 (SO 4) 3 ∙ 24H 2 O โดยที่ M +คือไอออนบวก monopositive เช่น K +หรือ NH4 +และ M 3+คือ ไอออนบวก tripositive เช่น Al 3+หรือ Cr 3+)

ในหลายกรณีไฮเดรตเป็นสารประกอบประสานงาน CuSO 4 ∙ 5H 2 O เป็นจริง [Cu (H 2 O) 4] ดังนั้น4 ∙ 4H 2 O; สี่โมเลกุลของน้ำแห่งความชุ่มชื้นจะประสานงานกับไอออนทองแดงในขณะที่โมเลกุลของน้ำที่ห้าเชื่อมโยงกับไอออนซัลเฟตอาจสันนิษฐานโดยพันธะไฮโดรเจน ในทำนองเดียวกัน MgSO 4 ∙ 7H 2 O เป็นจริง [Mg (H 2 O) 6] ดังนั้น4 ∙ 4H 2 O. การศึกษาการเลี้ยวเบนเอ็กซ์เรย์ได้แสดงให้เห็นว่าเบริลเลียมซัลเฟต (BeSO 4 ∙ 4H 2 O) และไฮเดรทเบริลเลียม Be (NO 3) 2 ∙ 4H 2 O) ทั้งสองมีไอออนที่ซับซ้อน tetrahedral [Be (H 2 O) 4] 4+

จำนวนของก๊าซ - โดยเฉพาะอย่างยิ่งก๊าซมีตระกูลและก๊าซไฮโดรคาร์บอนอย่างง่ายเช่นมีเธนอีเทนโพรเพนและอะเซทิลีนรวมถึงคลอรีนและคาร์บอนไดออกไซด์ - เกิดผลึกไฮเดรตที่เรียกว่าสารประกอบแคลเทรทที่อุณหภูมิค่อนข้างต่ำ ผลึกแคลทเรทมีโครงสร้างที่โมเลกุลของน้ำก่อตัวเป็นกรอบที่ล้อมรอบโมเลกุลก๊าซ มีเทนไฮเดรตถูกพบในปริมาณมากใต้พื้นมหาสมุทรและบนพื้นดินบนพื้นดิน มีความเชื่อกันว่ามีเชื้อเพลิงในมีเทนไฮเดรตใต้ทะเลมากกว่าถ่านหินก๊าซธรรมชาติและน้ำมันสำรองของโลก นอกจากนี้ยังมีข้อกังวลว่าการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอาจทำให้มีเธนไฮเดรตสลายตัวและปลดปล่อยมีเธนซึ่งจะทำให้ปัญหาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศแย่ลงเนื่องจากมีเทนเป็นก๊าซเรือนกระจกที่มีประสิทธิภาพมากกว่าคาร์บอนไดออกไซด์