Egenskaber af hydrater til kemieksperimenter

Forståelse af hydraternes egenskaber er kritisk for vellykket gennemførelse af eksperimenter i en række kemiske felter. På grund af det faktum, at vand er afgørende for alle livsformer, og tilgængelig i så rigelig forsyning, forekommer hydrater i en eller anden form under næsten alle kemiske eksperimenter, der kan forestilles. At vide, hvad de kan bruges til at udføre, vil også hjælpe kemikere med at designe deres egne eksperimenter.

Endoterme egenskaber

Opvarmning af et hydrat fører til en endoterm reaktion, der frembringer en rest kendt som den vandfrie forbindelse. Denne forbindelse er forskellig i struktur, tekstur og ensartet farve i nogle tilfælde fra dets moderhydrat. Vandfrie forbindelser er stærkt opløselige i vand, og hydratets farve genoprettes til den vandfrie forbindelse, når den tilsættes til vand. De fleste hydrater er stabile ved stuetemperatur, men frysepunkter varierer blandt stoffer.

Efflorescent, hygroskopisk og Deliquescent

Et par unikke hydrater er ikke stabile ved stuetemperatur og påvirkes af fugt i atmosfæren . Blomstrende hydrater, som omfatter en række salte, mister vand ved stuetemperatur, hvilket giver en pulverformig skorpe. Hygroskopiske hydrater absorberer vand fra det omgivende miljø og bruges derfor ofte som dessicants til at tørre væsker og gasser ud. Deliquescerende hydrater, såsom fast NaOH, kan ikke stoppe med at absorbere vand fra atmosfæren, indtil de selv opløses.

Omvendelighed

Ægte hydratreaktioner er altid reversible. Vand, der tilsættes, kan fjernes, og forbindelsen bevarer dets oprindelige egenskaber. Ligeledes kan vand, der er fjernet, erstattes, og resultaterne af hydreringsreaktionen vil være de samme hver gang eksperimentet udføres. Visse varme-reaktioner forårsager vandudvinding ved nedbrydning af forbindelsen frem for vandtab. For eksempel, selv om kulhydrater frigiver vand, når de opvarmes, er de ikke egentlige hydrater, fordi kulhydraterne nedbrydes for at producere energi, der udnyttes. Derfor er hydratiseringsprocessen ikke reversibel i reaktionen, fordi den producerede energi ikke kan erstattes.

Krystallinsk struktur

Hvert hydrat har en krystallinsk struktur, der indeholder et fast antal vandmolekyler. Et hydrat vil ofte søge vandmolekyler fra atmosfæren til at fylde en ufuldstændig krystal, men for mange vandmolekyler, der omgiver et hydrat, vil føre til opløsning eller sammenklumpning med andre hydrater, der har lignende egenskaber. De fleste salte er hydrater, og mange saltstrukturer forbliver opløst i vand ved enhver temperatur. Som et resultat anvendes disse krystaller i en række sportsdrikke, såsom Gatorade, for at give essentielle hydrering til atleter under træning og spilytelse.