Гидрат

В химии гидрат воду - это вещество, которое содержит или его составляющие элементы. Химическое состояние воды широко варьируется между различными классами гидратов, некоторые из которых были так помечены до того, как их химическая структура была понята.

Химическая природа

Неорганическая химия

Гидраты представляют собой неорганические соли », содержащие молекулы воды, объединенные в определенном соотношении как неотъемлемая часть кристалла » ^{[ 1 ]} которые либо связаны с металлическим центром, либо кристаллизованы металлическим комплексом. Также говорят, что такие гидраты содержат воду кристаллизации или водой гидратации . Если вода представляет собой тяжелую воду , в которой компонент водорода является изотопным дейтерием , то термин дейтериируется вместо гидрата . ^{[ 2 ]}^{[ 3 ]}


Безводный кобальт (II) хлорид Cocl ₂ (синий)	Кобальт (II) хлорид гексагидрат Cocl ₂ · 6h ₂ O (розовый)

Красочным примером является хлорид кобальта (II) , который поворачивается от синего к красному при гидратации и поэтому может использоваться в качестве индикатора воды.

Обозначение " гидратированное соединение ⋅ n H ₂ O ", где n - количество молекул воды на единицу формулы соли, обычно используется, чтобы показать, что соль гидратируется. N обычно является низким целым числом , хотя это возможно для дробных значений. Пример, в моногидрате n = 1, а в гексагидрате n = 6. Численные префиксы в основном греческого происхождения: ^{[ 4 ]}

Хеми - 0,5
Моно - 1
Сесви - 1,5
Из - 2
Три - 3
Тетра - 4
Пента - 5
Гекса - 6
Гепта - 7
OCTA - 8
Для него - 9
DECA - 10
Undeca - 11
Додека - 12
Тридцать - 13
Tetradeca – 14

Гидрат, который потерял воду, называется ангидридом ; Оставшаяся вода, если таковая существует, может быть удалена только с очень сильным нагревом. Вещество, которое не содержит воды, называется безводным . Некоторые безводные соединения увлажняются настолько легко, что они говорят, что они гигроскопические и используются в качестве сухих агентов или высыхающих .

Органическая химия

В органической химии гидрат - это соединение, образованное гидратацией, т.е. «добавление воды или элементов воды (то есть h и oh) к молекулярной сущности». ^{[ 5 ]} Например: этанол , CH ₃ -Ch ₂ -OH является продуктом реакции гидратации Этена , , CH ₂ = CH ₂ , образованный добавлением H к одному C и OH к другому C, и поэтому может рассматриваться как гидрат Этена. Молекула воды может быть удалена, например, действием серной кислоты . Другим примером является хлоральный гидрат , CCL ₃ -Ch (OH) ₂ , который может быть образован реакцией воды с хлоралом , Ccl ₃ −ch = o .

Многие органические молекулы, а также неорганические молекулы образуют кристаллы, которые включают воду в кристаллическую структуру без химического изменения органической молекулы ( вода кристаллизации ). сахарная трегалоза Например, существует как в безводной форме ( температура плавления 203 ° C), так и в виде дигидрата (температура плавления 97 ° C). Кристаллы белка обычно содержат до 50% содержания воды.

Молекулы также помечены как гидраты по историческим причинам, не покрываемым выше. Глюкоза , C ₆ H ₁₂ O ₆ , первоначально считался как C ₆ (H ₂ O) ₆ и описано как углевод .

Образование гидрата является общим для активных ингредиентов . Многие производственные процессы дают возможность образования гидратов, и состояние гидратации может быть изменено с влажностью и временем окружающей среды. Состояние гидратации активного фармацевтического ингредиента может значительно повлиять на скорость растворимости и растворения и, следовательно, на его биодоступность . ^{[ 6 ]}

Клатрат гидраты

Клатратные гидраты (также известные как газовые гидраты, газовые клатраты и т. Д.) Представляют водный лед с газовыми молекулами, пойманными внутри; Они являются формой клатрата . Важным примером является гидрат метана (также известный как гидрат газа, клатрат метана и т. Д.).

Неполярные молекулы, такие как метан, могут образовывать клатратные гидраты с водой, особенно под высоким давлением. Несмотря на то, что между водой и молекулами гостя нет водородной связи , когда метатан является молекулой гостя клатрата, водородная связь гостей часто образуется, когда гость является более крупной органической молекулой, такой как тетрагидрофуран . В таких случаях водородные связи гостя-гостей приводят к образованию дефектов Bjerrum L-типа в клатратной решетке. ^{[ 7 ]}^{[ 8 ]}

Стабильность

Стабильность гидратов обычно определяется природой соединений, их температурой и относительной влажностью (если они подвергаются воздействию воздуха).

Смотрите также

Ссылки

^ Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2 -е изд.). Баттерворт-Хейнеманн . п. 625. ISBN 978-0-08-037941-8 .
^ Шерри Левин. Смещение воды и ее контроль биохимических реакций . Academic Press Inc. (Лондон) Ltd. p. 299. ISBN 0124462502 .
^ Гарольд С. Ури ; Гроссмейстер Мерфи ; FG Brickwedde (1933). «Имя и символ для H²». Журнал химической физики . 1 : 512–513. doi : 10.1063/1.1749326 .
^ Номенклатура неорганической химии архивирована 2018-07-09 на машине Wayback . Рекомендации IUPAC 2005. Таблица IV Мультипликативные префиксы, с. 258
^ Iupac , сборник химической терминологии , 2 -е изд. («Золотая книга») (1997). Онлайн -исправленная версия: (2019) « Гидратация ». два : 10.1351/goldbook.h02876
^ Surov, Artme O., Nikita A. Vasilev, Andrei V. Churakov, Julia Stroh, Franziska Emmerling и German L. Perlovich. «Твердые формы салицилата ципрофлоксацина: полиморфизм, пути образования и термодинамическая стабильность». Рост и дизайн кристаллов (2019). doi : 10.1021/acs.cgd.9b00185 .
^ Alavi S.; Сусило Р.; Ripmeester JA (2009). «Связывание микроскопических свойств гостей с макроскопическими наблюдаемыми в клатрат-гидратах: водородной связей гостя» (PDF) . Журнал химической физики . 130 (17): 174501. Bibcode : 2009JCHPH.130Q4501A . doi : 10.1063/1,3124187 . PMID 19425784 . Архивировано из оригинала 2020-04-13 . Получено 2010-09-09 .
^ Hassanpouryouzband, Aliakbar; Joonaki, Edris; Вашегани Фарахани, Мехрддад; Такея, Сатоши; Руппел, Кэролин; Ян, Джинхай; J. English, Niall; М. Шикс, Джудит; Эдлманн, Катриона; Мехрабиан, Хади; М. Аман, Захари; Тохиди, Бахман (2020). «Газовые гидраты в устойчивой химии» . Обзоры химического общества . 49 (15): 5225–5309. doi : 10.1039/c8cs00989a . HDL : 1912/26136 . PMID 32567615 . S2CID 219971360 .

[1] Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2 -е изд.). Баттерворт-Хейнеманн . п. 625. ISBN 978-0-08-037941-8 .

[2] Шерри Левин. Смещение воды и ее контроль биохимических реакций . Academic Press Inc. (Лондон) Ltd. p. 299. ISBN 0124462502 .

[3] Гарольд С. Ури ; Гроссмейстер Мерфи ; FG Brickwedde (1933). «Имя и символ для H²». Журнал химической физики . 1 : 512–513. doi : 10.1063/1.1749326 .

[4] Номенклатура неорганической химии архивирована 2018-07-09 на машине Wayback . Рекомендации IUPAC 2005. Таблица IV Мультипликативные префиксы, с. 258

[5] Iupac , сборник химической терминологии , 2 -е изд. («Золотая книга») (1997). Онлайн -исправленная версия: (2019) « Гидратация ». два : 10.1351/goldbook.h02876

[6] Surov, Artme O., Nikita A. Vasilev, Andrei V. Churakov, Julia Stroh, Franziska Emmerling и German L. Perlovich. «Твердые формы салицилата ципрофлоксацина: полиморфизм, пути образования и термодинамическая стабильность». Рост и дизайн кристаллов (2019). doi : 10.1021/acs.cgd.9b00185 .

[7] Alavi S.; Сусило Р.; Ripmeester JA (2009). «Связывание микроскопических свойств гостей с макроскопическими наблюдаемыми в клатрат-гидратах: водородной связей гостя» (PDF) . Журнал химической физики . 130 (17): 174501. Bibcode : 2009JCHPH.130Q4501A . doi : 10.1063/1,3124187 . PMID 19425784 . Архивировано из оригинала 2020-04-13 . Получено 2010-09-09 .

[8] Hassanpouryouzband, Aliakbar; Joonaki, Edris; Вашегани Фарахани, Мехрддад; Такея, Сатоши; Руппел, Кэролин; Ян, Джинхай; J. English, Niall; М. Шикс, Джудит; Эдлманн, Катриона; Мехрабиан, Хади; М. Аман, Захари; Тохиди, Бахман (2020). «Газовые гидраты в устойчивой химии» . Обзоры химического общества . 49 (15): 5225–5309. doi : 10.1039/c8cs00989a . HDL : 1912/26136 . PMID 32567615 . S2CID 219971360 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]