Das Verständnis der Eigenschaften von Hydraten ist entscheidend für die erfolgreiche Durchführung von Experimenten auf verschiedenen Gebieten der Chemie. Aufgrund der Tatsache, dass Wasser für alle Lebensformen unentbehrlich ist und in so reichlicher Menge verfügbar ist, treten Hydrate in fast jedem vorstellbaren chemischen Experiment in irgendeiner Form auf. Zu wissen, was mit ihnen erreicht werden kann, wird Chemikern auch bei der Gestaltung ihrer eigenen Experimente helfen.
Endotherme Eigenschaften
Das Erhitzen eines Hydrats führt zu einer endothermen Reaktion, die einen Rückstand erzeugt, der als wasserfreie Verbindung bekannt ist. Diese Verbindung unterscheidet sich in einigen Fällen in Struktur, Textur und sogar Farbe von ihrem Mutterhydrat. Wasserfreie Verbindungen sind in Wasser sehr gut löslich und die Farbe des Hydrats wird der wasserfreien Verbindung wiederhergestellt, wenn sie zu Wasser gegeben wird. Die meisten Hydrate sind bei Raumtemperatur stabil, aber die Gefrierpunkte variieren zwischen den Verbindungen.
Aufblühend, hygroskopisch und zerfließend
Einige wenige einzigartige Hydrate sind bei Raumtemperatur nicht stabil und werden durch Feuchtigkeit in der Atmosphäre beeinflusst. Aufblühende Hydrate, die eine Vielzahl von Salzen enthalten, verlieren bei Raumtemperatur Wasser und erzeugen eine pulvrige Kruste. Hygroskopische Hydrate nehmen Wasser aus der Umgebung auf und werden daher häufig als Trockenmittel zum Trocknen von Flüssigkeiten und Gasen verwendet. Zerfließende Hydrate, wie z. B. festes NaOH, können die Aufnahme von Wasser aus der Atmosphäre erst stoppen, wenn sie sich selbst auflösen.
Reversibilität
Echte Hydratreaktionen sind immer reversibel. Zugesetztes Wasser kann entfernt werden und die Verbindung behält ihre ursprünglichen Eigenschaften. Ebenso kann entferntes Wasser ersetzt werden, und die Ergebnisse der Hydratationsreaktion sind bei jeder Versuchsdurchführung gleich. Bestimmte Wärmereaktionen verursachen eine Wasserentnahme durch Zersetzung der Verbindung und nicht durch Wasserverlust. Obwohl Kohlenhydrate beispielsweise beim Erhitzen Wasser freisetzen, sind sie keine echten Hydrate, da die Kohlenhydrate zerfallen, um Energie zu erzeugen, die verbraucht wird. Daher ist der Hydratationsprozess in der Reaktion nicht reversibel, da die erzeugte Energie nicht ersetzt werden kann.
Kristalline Struktur
Jedes Hydrat besitzt eine kristalline Struktur, die eine feste Anzahl von Wassermolekülen enthält. Ein Hydrat sucht oft nach Wassermolekülen aus der Atmosphäre, um einen unvollständigen Kristall zu füllen, aber zu viel Wasser Moleküle, die ein Hydrat umgeben, führen zur Auflösung oder Verklumpung mit anderen Hydraten, die ähnliches besitzen Eigenschaften. Die meisten Salze sind Hydrate, und viele Salzstrukturen bleiben bei jeder Temperatur in Wasser gelöst. Infolgedessen werden diese Kristalle in einer Vielzahl von Sportgetränken wie Gatorade verwendet, um Athleten während des Trainings und der Spielleistung mit essentieller Feuchtigkeit zu versorgen.