Гидратировать - Hydrate
В химия, а гидрат это вещество, которое содержит воды или его составные элементы. Химическое состояние воды сильно различается между разными классами гидратов, некоторые из которых были так помечены до того, как стала понятна их химическая структура.
Химическая природа
Органическая химия
В органической химии гидрат - это соединение, образованное в результате гидратации, то есть «добавления воды или элементов воды (то есть H и OH) к молекулярному объекту».[1] Например: этиловый спирт, CH3-CH2−OH, является продуктом реакция гидратации из этен, CH2= CH2, образованный добавлением H к одному C и OH к другому C, и поэтому может рассматриваться как гидрат этена. Молекула воды может быть удалена, например, под действием серная кислота. Другой пример хлоралгидрат, CCl3-CH (ОН)2, который может образовываться при реакции воды с хлорал, CCl3−CH = O.
Многие органические молекулы, а также неорганические молекулы образуют кристаллы, которые включают воду в кристаллическую структуру без химического изменения органической молекулы (кристаллизационная вода ). Сахар трегалоза, например, существует как в безводный форме (точка плавления 203 ° C) и в виде дигидрата (точка плавления 97 ° C). Кристаллы протеина обычно содержат до 50% воды.
Молекулы также помечены как гидраты по историческим причинам, не упомянутым выше. Глюкоза, С6ЧАС12О6, изначально задумывался как C6(ЧАС2O)6 и описывается как углевод. Метанол часто продается как «метилгидрат», что подразумевает неправильную формулу CH3ОЙ2, а правильная формула - CH3-ОН.
Образование гидратов характерно для активный компонент. 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
Гидраты представляют собой неорганические соли, содержащие молекулы воды, объединенные в определенном соотношении, как неотъемлемую часть кристалл "[3] которые либо связаны с металлическим центром, либо кристаллизовались с металлическим комплексом. Также говорят, что такие гидраты содержат кристаллизационная вода или же вода гидратации. Если вода тяжелая вода, где водород изотоп дейтерий, то член дейтерированный может использоваться вместо гидрат.[нужна цитата ]
 |  |
| Безводный хлорид кобальта (II) CoCl2 | Хлорид кобальта (II) гексагидрат CoCl2· 6H2О |
Яркий пример - хлорид кобальта (II), который меняет цвет с синего на красный при гидратация, и поэтому может использоваться как индикатор воды.
Обозначение "гидратированное соединение⋅пЧАС2О", куда п количество молекул воды на формульная единица соли, обычно используется, чтобы показать, что соль гидратирована. В п обычно низкий целое число, хотя возможны дробные значения. Например, в моногидрат п = 1, а в гексагидрат п = 6. Числовые префиксы греческого происхождения:[4]
- Hemi - 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 ангидрид; оставшуюся воду, если она есть, можно удалить только при очень сильном нагревании. Вещество, не содержащее воды, называется безводный. Некоторые безводные соединения так легко гидратируются, что, как говорят, гигроскопичный и используются как сушильные агенты или осушители.
Клатрат гидраты
Клатрат гидраты (также известные как газовые гидраты, газовые клатраты и т. д.) представляют собой водяной лед с молекулами газа, заключенными внутри; они являются формой клатрат. Важным примером является гидрат метана (также известный как газовый гидрат, клатрат метана и т. д.).
Неполярные молекулы, такие как метан, могут образовывать клатрат гидраты водой, особенно под высоким давлением. Хотя нет водородная связь между водой и молекулами-гостями, когда метан является гостевой молекулой клатрата, водородная связь гость-хозяин часто образуется, когда гость представляет собой более крупную органическую молекулу, такую как тетрагидрофуран. В таких случаях водородные связи гость-хозяин приводят к образованию L-типа Дефекты Бьеррума в решетке клатратов.[5]
Стабильность
Стабильность гидратов обычно определяется природой соединений, их температурой и относительной влажностью (если они находятся на воздухе).
Смотрите также
Рекомендации
- ^ ИЮПАК, Сборник химической терминологии, 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Исправленная онлайн-версия: (2019) "Гидратация ". Дои: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). Дои: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., Рипмистер Дж. А. (2009). «Связывание микроскопических свойств гостя с макроскопическими наблюдаемыми в клатратных гидратах: водородная связь гостя и хозяина» (PDF). Журнал химической физики. 130 (17): 174501. Bibcode:2009ЖЧФ.130q4501А. Дои:10.1063/1.3124187. PMID 19425784.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)