Principale scienza

Idrato composto chimico

Idrato composto chimico
Idrato composto chimico
Anonim

Idrata, qualsiasi composto contenente acqua sotto forma di molecole di H 2 O, di solito, ma non sempre, con un contenuto definito di acqua in peso. Gli idrati più noti sono solidi cristallini che perdono le loro strutture fondamentali a seguito della rimozione dell'acqua legata. Eccezioni a questo sono le zeoliti (minerali di silicato di alluminio o loro analoghi sintetici che contengono acqua in quantità indefinita) così come minerali di argilla simili, alcune argille e ossidi metallici, che hanno proporzioni variabili di acqua nelle loro forme idratate; le zeoliti perdono e riguadagnano acqua in modo reversibile con cambiamenti di struttura minimi o nulli.

Le sostanze che assorbono spontaneamente l'acqua dall'aria per formare idrati sono note come igroscopiche o deliquescenti, mentre gli idrati che perdono la cosiddetta acqua di idratazione o l'acqua di cristallizzazione per formare le sostanze non idratate (anidre) sono detti efflorescenti. In molti casi, l'assorbimento e la perdita di acqua (mediante riscaldamento, riduzione della pressione o altri mezzi) sono processi reversibili, a volte accompagnati da cambiamenti di colore. Ad esempio, il vetriolo blu o solfato di rame pentaidrato (CuSO 4 ∙ 5H 2 O) è blu, il solfato di rame triidrato (CuSO 4 4 3H 2 O) è blu e il solfato di rame anidro (CuSO 4) è bianco.

Altri esempi di idrati sono il sale di Glauber (solfato di sodio decaidrato, Na 2 SO 4 ∙ 10H 2 O); soda di lavaggio (carbonato di sodio decaidrato, Na 2 CO 3 ∙ 10H 2 O); borace (sodio tetraborato decaidrato, Na 2 B 4 O 7 ∙ 10H 2 O); i solfati noti come vetrioli (ad es. sale di Epsom, MgSO 4 ∙ 7H 2 O); e i doppi sali noti collettivamente come allume (M + 2 SO 4 ∙ M +3 2 (SO 4) 3 ∙ 24H 2 O, dove M + è un catione monopositivo, come K + o NH4 +, e M 3+ è un catione tripositivo, come Al 3+ o Cr 3+).

In molti casi, gli idrati sono composti di coordinazione. CuSO 4 ∙ 5H 2 O è in realtà [Cu (H 2 O) 4] SO 4 ∙ 4H 2 O; quattro molecole di acqua di idratazione sono coordinate allo ione rame, mentre la quinta molecola d'acqua è collegata allo ione solfato, presumibilmente mediante legame idrogeno. Allo stesso modo, MgSO 4 ∙ 7H 2 O è in realtà [Mg (H 2 O) 6] SO 4 ∙ 4H 2 O. Studi di diffrazione dei raggi X hanno dimostrato che il berillio solfato idratato (BeSO 4 ∙ 4H 2 O) e nitrato di berillio idrato (Be (NO 3) 2 ∙ 4H 2 O) contengono entrambi lo ione complesso tetraedrico [Be (H 2 O) 4] 4+.

Un certo numero di gas - in particolare i gas nobili e i gas idrocarburici semplici come metano, etano, propano e acetilene, nonché cloro e anidride carbonica - formano idrati cristallini chiamati composti clatrati a temperature e pressioni relativamente basse. I cristalli di Clathrate hanno una struttura in cui le molecole di acqua formano una struttura libera che circonda la molecola di gas. Gli idrati di metano si trovano in grandi quantità sotto il fondo dell'oceano e il permafrost sulla terra. Si ritiene che vi sia più carburante negli idrati di metano sottomarini che nelle riserve mondiali di carbone, gas naturale e petrolio. Si teme inoltre che i cambiamenti climatici possano causare la disgregazione degli idrati di metano e il rilascio del loro metano, il che peggiorerebbe il problema dei cambiamenti climatici, poiché il metano è un gas serra più efficace del biossido di carbonio.