Понимание свойств гидратов имеет решающее значение для успешного проведения экспериментов в различных областях химии. Из-за того, что вода необходима для всех форм жизни и доступна в таком изобилии, гидраты появляются в той или иной форме почти во время каждого вообразимого химического эксперимента. Знание того, для чего они могут быть использованы, также поможет химикам в разработке собственных экспериментов.
Эндотермические свойства
Нагревание гидрата приводит к эндотермической реакции, в результате которой образуется остаток, известный как безводное соединение. Это соединение отличается по структуре, текстуре и в некоторых случаях даже по цвету от своего исходного гидрата. Безводные соединения хорошо растворимы в воде, и цвет гидрата восстанавливается до безводного соединения, когда его добавляют в воду. Большинство гидратов стабильны при комнатной температуре, но точки замерзания различаются для разных соединений.
Выцветающий, гигроскопичный и деликатный
Некоторые уникальные гидраты нестабильны при комнатной температуре и подвержены влиянию влажности атмосферы. Светящиеся гидраты, в состав которых входят различные соли, теряют воду при комнатной температуре, образуя порошкообразную корку. Гигроскопические гидраты поглощают воду из окружающей среды и поэтому часто используются в качестве осушителей для осушения жидкостей и газов. Разрыхляющие гидраты, такие как твердый NaOH, не могут перестать поглощать воду из атмосферы, пока не растворятся сами.
Обратимость
Истинные гидратные реакции всегда обратимы. Добавленную воду можно удалить, и состав сохранит свои первоначальные свойства. Точно так же можно заменить удаленную воду, и результаты реакции гидратации будут одинаковыми каждый раз, когда проводится эксперимент. Определенные тепловые реакции вызывают извлечение воды за счет разложения соединения, а не потери воды. Например, хотя углеводы выделяют воду при нагревании, они не являются настоящими гидратами, потому что углеводы разлагаются с образованием энергии, которая расходуется. Следовательно, процесс гидратации не является обратимым в реакции, потому что произведенная энергия не может быть заменена.
Кристаллическая структура
Каждый гидрат обладает кристаллической структурой, содержащей фиксированное количество молекул воды. Гидрат часто будет искать молекулы воды в атмосфере, чтобы заполнить неполный кристалл, но слишком много воды молекулы, окружающие гидрат, приведут к растворению или слипанию с другими гидратами, обладающими подобными характеристики. Большинство солей являются гидратами, и многие солевые структуры остаются растворенными в воде при любой температуре. В результате эти кристаллы используются в различных спортивных напитках, таких как Gatorade, для обеспечения необходимого увлажнения спортсменов во время тренировок и игр.