Hydrat

Trong hóa học, hydrat (phiên âm: hi-đờ-rát, từ gốc tiếng Pháp: hydrate) là các chất có chứa nước hoặc các nguyên tố cấu thành nước. Trạng thái hóa học của nước có thể khác nhau giữa các loại hydrat, một số trong đó được đặt tên dựa trên cấu trúc hóa học của chúng.

Hydrat tự nhiên

Trong hóa học hữu cơ, hydrat là hợp chất hình thành khi nước hoặc các thành phần của nước kết hợp với các nguyên tố của phân tử. Ví dụ, ethanol, CH₃—CH₂—OH, có thể coi là một hydrat của etylen, CH₂=CH₂, được tạo ra khi H gắn vào một nguyên tử C và OH gắn vào nguyên tử C còn lại. Một phân tử nước có thể bị khử, như khi nó phản ứng với axít sulfuric. Một ví dụ khác là clorohydrat, CCl₃—CH(OH)₂, hình thành khi nước phản ứng với cloral, CCl₃—CH=O.

Các phân tử được gọi là hydrat vì lý do lịch sử. Glucose, C₆H₁₂O₆, ban đầu được xem là C₆(H₂O)₆ và được gọi là cacbohydrat, mặc dù thông tin về cấu trúc của nó đã được mở rộng nhiều so với trước đây. Methanol thường được gọi là 'methyl hydrat' với công thức hóa học là CH₃OH₂, mặc dù công thức chính xác của nó là CH₃—OH.

Trong hóa học vô cơ, các hydrat chứa các phân tử nước khi chúng kết hợp với kim loại trung tâm hoặc được kết tinh trong cấu trúc kim loại. Những hydrat này còn được gọi là 'nước kết tinh.' Nếu nước là nước nặng, với hydro là đồng vị deuterium, thuật ngữ deuterat có thể thay thế cho hydrat.

Màu sắc của cobalt(II) chloride sẽ thay đổi từ xanh sang đỏ tùy thuộc vào mức độ hydrat hóa, và nó có thể được sử dụng như một chất chỉ thị độ ẩm.

Ký hiệu của hợp chất hydrat là n, với n biểu thị số lượng phân tử nước có trong một phân tử muối, thường dùng để chỉ một muối là hydrat. Giá trị n luôn là số nguyên, mặc dù có thể là giá trị phân số. Ví dụ, hydrat đơn có giá trị n là 1, trong khi hexahydrat có n là 6. Nước trong các hợp chất này cũng được xem là nước kết tinh, ví dụ như decahydrat borax và chalcanthit.

Hydrat khí là clathrate hydrat (một dạng hydrat khí rắn): nước đóng băng chứa các phân tử khí bên trong, và khi khí là metan, nó được gọi là metan hydrat.

Khi hydrat mất nước, nó được gọi là anhydride, và số lượng phân tử nước mất đi phụ thuộc vào nhiệt độ. Chất không chứa bất kỳ phân tử nước nào được gọi là anhydro.

• Nước kết tinh