Hidrato
En química, un hidrato é unha substancia que contén auga ou os seus elementos constituíntes. O estado químico da auga varía amplamente entre os diferentes tipos de hidratos, algúns dos cales xa se chamaban así antes de que fose coñecida a súa estrutura química.
Tense usado o termo hidrato con estes tres sentidos:
- Produtos de reaccións de hidratación.
- Auga atrapada en cristais de compostos inorgánicos ou orgánicos.
- Usos históricos en química orgánica baseados en fórmulas empíricas ou en antigas teorías.
Natureza química dos hidratos
En química orgánica
En química orgánica, un hidrato é un composto formado pola adición de auga ou os seus elementos noutra molécula. Por exemplo, etanol, CH3–CH2–OH, é o produto da reacción de hidratación do eteno, CH2=CH2, formado pola adición de H a un C e de OH a outro C, polo que podería considerarse un hidrato de eteno. Pode eliminarse unha molécula de auga do composto, por exemplo por adición de ácido sulfúrico. Outro exemplo é o hidrato de cloral, CCl3–CH(OH)2, que se pode formar por reacción da auga co cloral, CCl3–CH=O.
Moitas moléculas orgánicas, e tamén inorgánicas, forman cristais que incorporan auga na estrutura cristalina sen que se produza unha alteración química da molécula orgánica (auga de cristalización). O azucre trehalosa, por exemplo, existe tanto en forma anhidra (con punto de fusión de 203 °C) coma en forma de dihidrato (con punto de fusión de 97 °C). Os cristais de proteínas teñen normalmente un contido de auga de ata o 50%.
Algunhas moléculas son tamén denominadas hidratos simplemente por razóns históricas. O monosacárido glicosa (e outros glícidos), con fórmula C6H12O6, pensábase inicialmente que tiña a fórmula C6(H2O)6 e describíase como un hidrato de carbono (hoxe chamado mellor carbohidrato ou glícido). O metanol véndese a miúdo como “hidrato de metilo”, nome que implicaría a fórmula incorrecta CH3OH2, en lugar da correcta CH3–OH.
En química inorgánica
Os hidratos son sales inorgánicos que "conteñen moléculas de auga combinadas nunha proporción definida como parte integrante dun cristal",[1] que poden estar unidas a un centro metal ou que cristalizaron co complexo metal. Ditos hidratos tamén se di que conteñen auga de cristalización ou auga de hidratación.
_chloride.jpg) |
-chloride-hexahydrate-sample.jpg)
|
| Cloruro de cobalto(II) anhidro CoCl2 |
Cloruro de cobalto(II) hexahidrato CoCl2•6H2O |
Un exemplo moi visual de composto que cambia de cor ao hidratarse é o cloruro de cobalto(II), que pasa de ser vermello a ser azul cando se hidrata, e, por tanto, pode utilizarse como un indicador da presenza de auga.
A notación "composto hidratado⋅nH2O", na que n é o número de moléculas de auga por unidade de fórmula do sal, utilízase comunmente para os sales hidratados. O n é normalmente un enteiro non moi elevado, aínda que son posibles tamén valores fraccionarios. Por exemplo, nun monohidrato n ten o valor de 1, e nun hexahidrato n é 6. Os prefixos de orixe grega que se utilizan son:[2]
- Hemi – 1/2
- Mono – 1
- Sesqui - 1½
- Di – 2
- Tri – 3
- Tetra – 4
- Penta – 5
- Hexa – 6
- Hepta – 7
- Octa – 8
- Nona – 9
- Deca – 10
- Undeca - 11
- Dodeca - 12
Un hidrato que perdeu auga denomínase anhídrido; a auga que lle queda, en caso de que lle quede algunha, só pode ser eliminada mediante un forte quentamento. Unha substancia que non contén ningunha molécula de auga denomínase anhidra. Algúns compostos anhidro hidrátanse tan doadamente que se di que son higroscópicos e utilízanse como axentes de secado ou desecantes. Algunhas substancias hidratadas conteñen unha proporción de auga variable dentro de certo intervalo; por exemplo, o ópalo é un exemplo de mineraloide hidratado, que é unha forma amorfa da sílice con fórmula SiO2·nH2O e cun contido de auga que vai do 3 ao 21% en peso (normalmente do 6 ao 10%).
Hidratos clatratos
- Artigo principal: Hidrato clatrato.
Os hidratos clatratos (tamén chamados hidratos de gas ou clatratos de gas) están formados por xeo de auga que forma unha estrutura na que están atrapadas outras moléculas. Son unha forma de clatrato. Un exemplo importante é o hidrato de metano (ou clatrato de metano).
Moléculas non polares como o metano poden formar hidratos clatratos con auga, especialmente en condicións de alta presión. Aínda que no clatrato non se forman pontes de hidróxeno entre as moléculas de auga e o metano, cando este gas é a molécula hospedada, poden formarse a miúdo pontes de hidróxeno entre a molécula hospedadora e as de auga cando a hospedadora é unha molécula orgánica máis grande como, por exemplo, o tetrahidrofurano. En tales casos as pontes de hidróxeno hospedado-hospedador orixínanse na formación dos defectos Bjerrum de tipo L no retículo do clatrato.[3]
Estabilidade
A estabilidade dos hidratos está determinada xeralmente pola natureza do composto, a súa temperatura, e a humidade relativa (se están expostos ao aire).
Notas
- ↑ "Hydrate". Farlex, Inc (TheFreeDictionary.com). Consultado o 2009-07-08.
- ↑ Nomenclature of Inorganic Chemistry IUPAC Recommendations 2005. Table IV Multiplicative Prefixes, p.258
- ↑ Alavi S, Susilo R, Ripmeester JA (2009). "Linking microscopic guest properties to macroscopic observables in clathrate hydrates: guest-host hydrogen bonding" (PDF). The Journal of Chemical Physics 130 (17): 174501. Bibcode:2009JChPh.130q4501A. PMID 19425784. doi:10.1063/1.3124187.
