В химии , A гидрат представляет собой вещество , которое содержит воду или ее составные элементы. Химическое состояние воды широко варьируется между различными классами гидратов, некоторые из которых были так помечены до того, как их химическая структура стала понятна.
Химическая природа [ править ]
Органическая химия [ править ]
В органической химии гидрат - это соединение, образованное гидратацией, то есть «добавлением воды или элементов воды (т. Е. H и OH) к молекулярному объекту». [1] Так , например: этанол , СН 3 -СН 2 -ОН, является продуктом реакции гидратации из этена , СН 2 = СН 2 , образованный путем добавления H к одному С и ОН к другой C, и так можно рассматривать как гидрат этена. Молекула воды может быть удалена, например, под действием серной кислоты . Другой пример - хлоралгидрат CCl 3 -CH (OH) 2., который может быть образован реакцией воды с хлоралом , CCl 3 -CH = O.
Многие органические молекулы, а также неорганические молекулы образуют кристаллы, которые включают воду в кристаллическую структуру без химического изменения органической молекулы ( кристаллизационная вода ). Например, сахарная трегалоза существует как в безводной форме (точка плавления 203 ° C), так и в виде дигидрата (точка плавления 97 ° C). Кристаллы белка обычно содержат до 50% воды.
Молекулы также помечены как гидраты по историческим причинам, не упомянутым выше. Глюкоза , C 6 H 12 O 6 , первоначально считалась C 6 (H 2 O) 6 и описывалась как углевод . Метанол часто продается как «метилгидрат», подразумевая неправильную формулу CH 3 OH 2 , в то время как правильная формула - CH 3 -OH.
Для активного ингредиента характерно образование гидратов . Многие производственные процессы обеспечивают возможность образования гидратов, а состояние гидратации может изменяться в зависимости от влажности окружающей среды и времени. Состояние гидратации активного фармацевтического ингредиента может значительно влиять на растворимость и скорость растворения и, следовательно, на его биодоступность . [2]
Неорганическая химия [ править ]
Гидраты представляют собой неорганические соли, «содержащие молекулы воды, объединенные в определенном соотношении в качестве составной части кристалла » [3] , которые либо связаны с металлическим центром, либо кристаллизовались с комплексом металла. Сообщается также, что такие гидраты содержат кристаллизационную или гидратную воду . Если вода представляет собой тяжелую воду , где водород представляет собой изотоп дейтерий , тогда термин дейтерат может использоваться вместо гидрата . [ необходима цитата ]
_chloride.jpg/440px-Cobalt(II)_chloride.jpg) | -chloride-hexahydrate-sample.jpg/440px-Cobalt(II)-chloride-hexahydrate-sample.jpg) |
| Безводный хлорид кобальта (II) CoCl 2 | Гексагидрат хлорида кобальта (II) CoCl 2 · 6H 2 O |
_chloride.jpg){kind=link}
-chloride-hexahydrate-sample.jpg){kind=link}
Ярким примером является хлорид кобальта (II) , который при гидратации меняет цвет с синего на красный и поэтому может использоваться в качестве индикатора воды.
Обозначение « гидратированное соединение ⋅ n H 2 O », где n - количество молекул воды на формульную единицу соли, обычно используется, чтобы показать, что соль гидратирована. П , как правило, с низким числом , хотя это возможно для дробных значений произойти. Например, в моногидрате n = 1, а в гексагидрате n = 6. Числовые префиксы греческого происхождения: [4]
- Хеми - 1/2
- Моно - 1
- Сескви - 1½
- Ди - 2
- Три - 3
- Тетра - 4
- Пента - 5
- Гекса - 6
- Гепта - 7
- Окта - 8
- Нона - 9
- Дека - 10
- Ундека - 11
- Додека - 12
Гидрат, потерявший воду, называется ангидридом ; оставшуюся воду, если она есть, можно удалить только при очень сильном нагревании. Вещество, не содержащее воды, называется безводным . Некоторые безводные соединения настолько легко гидратируются, что их называют гигроскопичными и используются как осушители или осушители .
Клатрат гидраты [ править ]
Клатратные гидраты (также известные как газовые гидраты, газовые клатраты и т. Д.) Представляют собой водяной лед с молекулами газа, заключенными внутри; они являются формой клатрата . Важным примером является гидрат метана (также известный как газовый гидрат, клатрат метана и т. Д.).
Неполярные молекулы, такие как метан, могут образовывать клатратные гидраты с водой, особенно под высоким давлением. Хотя нет водородной связи между водой и молекулами-гостями, когда метан является молекулой-гостем клатрата, водородные связи гость-хозяин часто образуются, когда гость представляет собой более крупную органическую молекулу, такую как тетрагидрофуран . В таких случаях водородные связи гость – хозяин приводят к образованию дефектов Бьеррума L-типа в клатратной решетке. [5]
Стабильность [ править ]
Стабильность гидратов обычно определяется природой соединений, их температурой и относительной влажностью (если они находятся на воздухе).
См. Также [ править ]
- Нежный
- Цветущий
- Гидрационная жидкость
- Гигроскопичен
- Минеральное увлажнение
- Кристаллизационная вода
- Полугидрат
- Закись водорода
Ссылки [ править ]
- ^ ИЮПАК , Сборник химической терминологии , 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Онлайн исправленная версия: (2019) « Гидратация ». DOI : 10,1351 / goldbook.H02876
- ↑ Суров, Артем О., Никита А. Васильев, Андрей В. Чураков, Юлия Стро, Франциска Эммерлинг и Герман Л. Перлович. «Твердые формы салицилата ципрофлоксацина: полиморфизм, пути образования и термодинамическая стабильность». Выращивание кристаллов и дизайн (2019). DOI : 10.1021 / acs.cgd.9b00185 .
- ^ Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . п. 625. ISBN 978-0-08-037941-8.
- ^ Номенклатура неорганической химии . Рекомендации ИЮПАК 2005 г. Таблица IV Мультипликативные префиксы, стр. 258.
- ^ Алави С., Сусило Р., Ripmeester JA (2009). «Связывание микроскопических свойств гостя с макроскопическими наблюдаемыми в клатратных гидратах: водородная связь гостя-хозяина» (PDF) . Журнал химической физики . 130 (17): 174501. Bibcode : 2009JChPh.130q4501A . DOI : 10.1063 / 1.3124187 . PMID 19425784 . CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
