Egenskaber ved hydrater til kemiske eksperimenter

Forståelse af hydraters egenskaber er afgørende for vellykket udførelse af eksperimenter inden for en række forskellige kemifelter. På grund af det faktum, at vand er afgørende for alle livsformer og fås i så rigelig forsyning, vises hydrater i en eller anden form under næsten ethvert tænkeligt kemieksperiment. At vide, hvad de kan bruges til at udrette, vil også hjælpe kemikere med at designe deres egne eksperimenter.

Opvarmning af et hydrat fører til en endoterm reaktion, der producerer en rest kendt som den vandfri forbindelse. Denne forbindelse er anderledes i struktur, struktur og endda farve i nogle tilfælde fra dens moderhydrat. Vandfrie forbindelser er meget 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 mellem forbindelser.

Et par unikke hydrater er ikke stabile ved stuetemperatur og påvirkes af fugt i atmosfæren. Blomstrende hydrater, som inkluderer en række salte, mister vand ved stuetemperatur og producerer en pulverformig skorpe. Hygroskopiske hydrater absorberer vand fra det omgivende miljø og bruges derfor ofte som tørremidler til udtørring af væsker og gasser. Deliquescent hydrater, såsom fast NaOH, kan ikke stoppe med at absorbere vand fra atmosfæren, før de selvopløses.

Ægte hydratreaktioner er altid reversible. Vand, der tilsættes, kan fjernes, og forbindelsen bevarer sine oprindelige egenskaber. Ligeledes kan vand, der er blevet fjernet, udskiftes, og resultaterne af hydratiseringsreaktionen vil være de samme hver gang eksperimentet udføres. Visse varmereaktioner forårsager vandekstraktion gennem nedbrydning af forbindelsen snarere end tab af vand. For eksempel, selvom kulhydrater frigiver vand, når de opvarmes, er de ikke ægte hydrater, fordi kulhydraterne nedbrydes for at producere energi, der bruges. Derfor er hydratiseringsprocessen ikke reversibel i reaktionen, fordi den producerede energi ikke kan erstattes.

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