Begrepet hydrat , brukt i uorganisk og organisk kjemi , indikerer et stoff som inneholder vann . Den kjemiske tilstanden til vann varierer mye mellom hydrater, hvorav noen ble merket selv før deres kjemiske struktur ble forstått.
Tidligere indikerte begrepet hydrat ofte hydroksyder , spesielt alkaliske og jordalkalielementer , for eksempel kaliumhydrat , som kan oppnås kjemisk ved å tilsette vann til metallet, og indusere en viss forvirring i nomenklaturen. I dagligdagse termer vedvarer bruken fortsatt.
I organisk kjemi er et hydrat en forbindelse dannet ved å tilsette vann eller dets elementer til et annet molekyl. For eksempel kan etanol , CH 3 –CH 2 –OH, betraktes som et etylenhydrat, CH 2 = CH 2 , dannet ved å tilsette H til en C og OH til en annen C. Et vannmolekyl kan elimineres, for eksempel fra virkning av svovelsyre . Et annet eksempel er klorhydratet , CCl 3 –CH (OH) 2 , som kan dannes ved omsetning av vann med kloral , CCl 3 –CH = O.
Molekyler har blitt klassifisert som hydrater av historiske årsaker. Glukose , C 6 H 12 O 6 , ble opprinnelig tenkt på som C 6 (H 2 O) 6 og beskrevet som et karbohydrat , men dette er en dårlig beskrivelse av strukturen slik den er kjent i dag. Metanol brukes ofte som "metylhydrat", feilstavet som CH 2 OH 2 , selv om den riktige formelen er CH 3 -OH.
Hydrater er uorganiske salter "som inneholder vannmolekyler kombinert i et forhold definert som en integrert del av krystallen" [1] som er begrenset til en metallkjerne eller som har krystallisert med metallforbindelsen. Slike hydrater sies å inneholde krystallisasjonsvann eller hydreringsvann . Hvis vann er tungtvann , hvor det involverte hydrogenet er isotopen av deuterium , kan begrepet deuterat brukes i stedet for hydrat .
Et eksempel på kloritt er kobolt (II) klorid , som endres fra blått til magenta (rødt) ved hydratisering , og kan derfor brukes som en indikator på vann.
Den hydratiserte forbindelsesannotasjonen n H 2 O, hvor n er antall vannmolekyler i saltet, brukes vanligvis for å demonstrere at et salt er hydratisert. n er vanligvis et (lavt) heltall , selv om brøkverdier er mulige. I et monohydrat er n 1, i et heksahydrat er n 6 osv. Derfor blir vann referert til som krystallvann . Eksempler er boraks og kalkantittdekahydrat .
Gasshydrater er klatrathydrater (en klasse faste gasshydrater ): is av vann med gassmolekyler fanget inne. Når gassen er metan kalles den metanhydrat .
Et hydrat som har mistet vann omtales som anhydrid , og kan vanligvis bare miste ytterligere vann gjennom sterk oppvarming. Et stoff som ikke inneholder vann i det hele tatt, kalles vannfritt .
Stabiliteten til hydrater bestemmes generelt av forbindelsenes natur, deres temperatur og relative fuktighet (når de utsettes for luft).
Generelt, i konstruksjoner og ildfaste materialer , blir uorganiske bindemidler ofte fratatt vann under prosessering. For eksempel, i både sement- og gipsprodukter , påføres varme til råvarer. Når vannet er tilsatt stedet der det er bygget, blir pulveret dermed rehydrert og er i stand til å danne bindinger med andre tilstedeværende stoffer. Så vi går fra pulveret til blandingen som vil danne en "betongblokk" . Vann som ikke er kjemisk et bindemiddel, eller omdannet til hydrater, kan fortsatt frigjøres som damp , spesielt på grunn av hydreringsvarmen , spesielt i sementprodukter, som gjennomgår en eksoterm kjemisk reaksjon med vann.
Generelt, jo lenger sementproduktene holdes i fuktig tilstand umiddelbart etter installasjon, jo bedre. Jo mer sementholdige produkter holdes fuktige, jo mer vann vil bli omdannet til hydrater, og unngår dermed fordampning på grunn av hydreringsvarme og andre miljøpåvirkninger. For tidlig tørking forårsaker mange problemer for betong, som sprekker og krymping.
For å unngå for tidlig uttørking er det viktig for alle andre byggesementprodukter, spesielt spraybrannhemmere og mørtelbaserte, der de minste sprekker kan føre til avvisning. Kjemisk bundet vann brukes til endoterme reaksjoner når det utsettes for varmen fra brannen . Branntemperaturer i en bygning kan være så høye som 1100 ° C, avhengig av tilstedeværende drivstoff og tilgjengeligheten av oksygen , men hydratene holder temperaturen på objektet rundt 100 ° C til alt vannet er slukket. Derfor, jo høyere hydrater, jo lengre varighet av brannmotstanden. Det er dette som gir brannbestandige egenskaper til "gamle" byggematerialer , som gips , betong eller gips .
Brannmotstandens holdbarhet er viktig for mange høyteknologiske PFP-produkter som endotermisk og oppblærende maling , kledningsmaterialer og helvetesild, slik som de som brukes i romfysikk for kjøretøyer som kommer inn igjen.