Kimyadaki bir hidrat, su moleküllerini ortamından emen ve yapısının bir parçası olarak içeren bir bileşiktir. Su molekülleri ya bileşik içinde bozulmadan kalır ya da elementlerinden kısmen ayrılır. Üç ana hidrat sınıfı inorganik hidratlar, organik hidratlar ve gaz hidratlardır.
İnorganik hidratlardaki su molekülleri genellikle bileşik ısıtıldığında salınır. Organik hidratlarda su, bileşik ile kimyasal olarak reaksiyona girer. Gaz hidratlardan oluşan bir “tuğla”, su moleküllerinden oluşan bir kafesle çevrelenmiş bir gaz molekülünden oluşur. Gaz hidratlar okyanus çökeltilerinde ve kutup bölgelerinde bulunur.
İçindekiler
inorganik hidratlar
İnorganik hidratlar, su moleküllerini serbest bırakarak susuz hale gelir. Malzemenin susuz formu suyu emerek hidratlanabilir. Su, hidrasyon suyu veya kristalizasyon suyu olarak bilinir. Yaygın bir inorganik hidrat, sodyum karbonat dekahidrattır (çamaşır sodası). Hidrat adının ilk kısmı susuz bileşiğin adıdır. Bunu, sulu bileşikte kaç tane su molekülü olduğunu gösteren ön ekin önünde “hidrat” kelimesi izler. “Dekahidrat” kelimesi, bir sodyum karbonat molekülünün hidratlandığında kendisine bağlı on su molekülüne sahip olduğu anlamına gelir.
Bazı yaygın inorganik hidratlar
Çamaşır sodasının yanı sıra diğer bazı inorganik hidratlar, magnezyum sülfat heptahidrat, sodyum tetraborat dekahidrat ve sodyum sülfat dekahidrattır. Bakır sülfat ve kobalt klorür de inorganik hidratlar oluşturur ve hidrat formunda çekici renklere sahiptir.
Globber Ayak Parmakları: Glauber tuzu, adını 17. yüzyılda yaşamış Alman-Hollandalı kimyager ve eczacı Johan Rudolf Glauber’den almıştır. Glauber, sodyum sülfatı keşfetti ve aynı zamanda insanlar için bir müshil buldu. Kimyasalın büyük iyileştirici güçlere sahip olduğuna inanılıyordu.
Bakır sülfat: İki popüler inorganik hidrat, hidratlı ve susuz formları arasında çarpıcı bir renk farkına sahiptir. Bakır sülfat, bakır sülfat, mavi cam veya mavi taş olarak da bilinen bakır sülfat, hidrat formunda mavi ve susuz formunda gri-beyazdır. Mavi formun ısıtılması suyu uzaklaştırır ve kimyasalın beyaza dönmesine neden olur. Susuz form, su eklendiğinde tekrar maviye döner. Her bir bakır sülfat birimi beş su molekülüne bağlanabilir, bu nedenle hidratlandığında bazen bakır sülfat pentahidrat olarak adlandırılır. Sulu formunda, formül bakır sülfat CuSO 4.5H2O’dur, ardından nokta su molekülleri ile bağları gösterir. Araştırmalar, bu bağlantıların doğasının bir zamanlar sanıldığı kadar basit olmadığını gösteriyor.
kobalt klorür: Kobalt klorür, susuz formunda masmavi ve sulu formunda mor (kobalt klorür hekzahidrat). Kobalt klorür kağıdı, nemin varlığını belirtmek için kullanışlıdır. Kobalt klorür kaplı kağıt inceliğinde şeritler içeren şişelerde satılmaktadır. Kağıt nem yokluğunda maviye, su varlığında pembeye döner. Bağıl nemi tespit etmede kullanışlıdır.
Emdiren, suyu emen ve nemle çözünen maddeler
aşılama: Bazı inorganik hidratlar oda sıcaklığında en azından bir miktar su kaybedebilir. Bu hidraların çiçek açtığı söylenir. Çamaşır sodası ve Glauber tuzu tatlı maddelere örnektir. Suyu bıraktıkça daha az kristalleşir ve daha tozlu hale gelir. Bununla birlikte, su kaybetmek için, hidratın yüzeyindeki su buharının kısmi basıncı, çevreleyen havadaki su buharının kısmi basıncından daha büyük olmalıdır. Bakır sülfat sadece çevredeki hava çok kuru olduğunda aşılanır.
Suyu emen malzemeler: Bazı hidratlar, insan müdahalesi olmaksızın havadan veya sıvıdan su emer ve higroskopik oldukları söylenir. Higroskopik katılar kurutucu olarak kullanılabilir; Çevreden su emen maddelerdir. Bu, örneğin paketteki havanın kuru tutulması gerektiğinde kullanışlıdır. Susuz kalsiyum klorür, kurutucu olarak kullanılan higroskopik bir malzeme örneğidir.
Nemle çözünen maddeler: Bazı katılar çevrelerinden o kadar çok su emerler ki aslında sıvı çözeltiler oluşturabilirler. Bu katılar nemde çözünen maddeler olarak bilinir. Kalsiyum klorür, suyu emen ve nem ile çözünen bir maddedir. Su ile ıslanırken suyu emer, sonra suyu emmeye devam ederek çözelti oluşturabilir.
Organik hidratlar ve karbonil grupları
aldehitler: Aldehit veya keton ailesine ait kimyasallar organik hidratlar oluşturabilir. Bir aldehit için genel formül RCHO’dur. R grubu, molekülün “geri kalanını” temsil eder ve her aldehitte farklıdır. Karbon atomu oksijen atomuna çift bağ ile bağlıdır. Karbon atomu ve ona bağlı oksijen, karbonil grubu olarak bilinir.
ketonlarBir ketonun genel formülü, H’nin birinciden farklı olabilen ikinci bir R grubu ile yer değiştirmesi dışında bir aldehitinkiyle aynıdır. Aldehitler gibi ketonlar da bir karbonil grubu içerir.
Karbonil hidrat: Bir su molekülü, karbonil hidrat olarak bilinen bir madde oluşturmak için bir aldehit karbonil grubu veya bir keton ile reaksiyona girebilir. Karbonil hidratlar genellikle belirli bir aldehit veya keton numunesindeki moleküllerin çok küçük bir yüzdesini oluşturur. Ancak, bu kuralın bazı önemli istisnaları vardır. Örneğin bir formaldehit çözeltisi, aldehit formundaki moleküllerin sadece küçük bir kısmından ve neredeyse tamamı karbonil hidrat formundaki moleküllerden oluşur.
formaldehit ve etanol: Metanal olarak da bilinen formaldehit, aldehit ailesinin en basit üyesidir. “R” grubu bir hidrojen atomundan oluşur. Şekil, karbonil grubunun suyla tepkimeye girmesiyle formaldehitten oluşan hidratın basitleştirilmiş bir resmini göstermektedir. H2O molekülü H’ye ayrılır ve bir hidrat gibi OH oluşur.
Sudaki bir formaldehit çözeltisi formalin olarak bilinir. Formaldehit, biyoloji derslerinde teşrih için okullara gönderilenler de dahil olmak üzere hayvanların dokuları ve vücutları için bir koruyucudur. Korunmuş hayvanlar tedarik eden bazı şirketler, hayvanları göndermeden önce formaldehiti çıkarır. Organik hidrat üretiminin bir başka örneği de etenin etanole dönüştürülmesidir. Fosforik asit katalizör olarak kullanılır.
Gaz hidratlar ve potansiyel kullanımları
Gaz hidrat yığınları buz taneleri gibi görünür ve kristal katılar olarak görünür. Hidratların yapı taşları, düşük sıcaklıklarda ve yüksek basınçta sentezlenir ve su molekülleri bir gaz molekülünü çevrelediğinde donmuş bir kafes veya kafes oluşturur. Gaz genellikle metandır, bu durumda hidratlar için metan hidrat adı kullanılabilir, ancak karbondioksit veya başka bir gaz da olabilir. Metan, ölü bitki ve hayvanların bakteriyel ayrışmasıyla üretilir. Gaz hidratlar dünyanın her yerinde bulunur. Okyanusların ve göllerin dibinde çökeltiler oluştururlar ve karada permafrostta bulunurlar. Metan hidrat mükemmel bir enerji kaynağı olma potansiyeline sahiptir. Aslında araştırmacılar, dünyadaki gaz hidratların içerdiği toplam enerji miktarının, dünyanın bilinen tüm fosil yakıtlarının içerdiği toplam enerji miktarından daha fazla olabileceğini tahmin ediyor. Gaz hidrat kibrit veya başka bir alevle yakılırsa mum gibi yanar.
gaz hidratların potansiyel tehlikeleri
Araştırmacılar şu anda metan moleküllerini su kafeslerinden çıkarmanın en etkili yolunu bulmaya çalışıyorlar. Bazı insanlar metan çıkarımının bir sonucu olarak atmosfere girerek Dünya’nın iklimini etkileyeceğinden endişe ediyor. Atmosferdeki metanın küresel ısınmaya katkıda bulunduğu düşünülüyor.
Gaz hidratlar doğal gaz boru hatlarını tıkayabilir ve bazen delinme riski oluşturabilir. Başka bir problem, hidratların çimentomsu çevresinin birlikte çökelmesinden kaynaklanabilir. Hidratlar geniş bir alanda erirse, tortu hareket edebilir ve tsunamiye neden olabilecek bir heyelan oluşturabilir.
kaynak:
https://owlcation.com/stem/What-is-a-Hydrate-Chemistry
yazar: Melis Yoğun tarafından yazıldı.
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]