Hydrering

Under hydrering eller hydrering betyr tilsetning av vannmolekyler

• av oppløste ioner . Dette skaper et hydratskall (også kalt en hydratkule ).
• til polære nøytrale molekyler, spesielt hvis hydrogenbindinger kan dannes.
• i faste stoffer (mineraler) som krystallvann for å danne hydrater .

“Hydration” er navnet gitt til det spesielle tilfelle av solvatisering for løsningsmidlet vann .

Hydrering av kalsiumoksid (kalk) , magnesiumoksid (brent magnesia) og sement til kalsiumhydroksid (slakket kalk) , magnesiumhydroksid og kalsiumsilikathydrater er av teknisk betydning i konstruksjonen .

Vann i oppløste ioner

Hydrering av et natriumion

Hydreringen skjer på grunn av de elektrostatiske kreftene mellom de ladede ionene og vanndipolene (ion-dipol-interaksjon). Med dannelsen av hydrogenbroer til det første hydratskallet, kan ytterligere vannmolekyler akkumuleres og dermed danne en annen hydratkule.

Hydreringsenergien tjener som et mål på ionens tendens til å kombineres med vannmolekyler . Dette er energien som kreves for å flytte ionene fra den vandige løsningen til et ikke-polært miljø.

Antall bundne vannmolekyler og styrken av bindingen avhenger av størrelsen og ladningen til ionene. Med samme ladning bygger de mindre ionene opp et større hydratskall enn de større. En aq ved ionet uttrykker at et ion er hydrert i løsning:

${\ displaystyle \ mathrm {NaCl \ rightarrow Na_ {aq} ^ {+} + Cl_ {aq} ^ {-}}}$

Når det gjelder små og / eller flere ganger kationer, kan de bundne vannmolekylene frigjøre protoner , man snakker om kationesyrer (se Lewis-syrer ). I noen tilfeller kan løsningsmiddelvannet ikke fjernes fra oppløsninger som inneholder kationesyrer:

${\ displaystyle \ mathrm {AlCl_ {3} + 3H_ {2} O \ rightarrow Al {(OH)} _ {3} + 3HCl}}$

Anioner er generelt mye større enn kationer og derfor mindre hydrert.

I andre polare løsningsmidler, f.eks. B. ammoniakk , lignende effekter oppstår, som ofte kalles oppløsning .

Vann på ikke-polare partikler (hydrofob hydrering)

Hvis ikke-polære og uladede (dvs. vannfiendtlige) partikler er i en vandig løsning, oppstår såkalte hydrofobe effekter . Dette inkluderer også hydrofob (vann-unngående) hydrering . Vannet i umiddelbar nærhet av den ikke-polare partikkelen (f.eks. Et xenonatom) eller en ikke-polær molekylgruppe (f.eks. En alkylgruppe) har så litt mer struktur, og translasjons- og rotasjonsmobiliteten til de nærliggende vannmolekylene reduseres . Siden den hydrofobe effekten også finner sted i nærheten av store biomolekyler, hvor vann er ordnet ved siden av både polære og ikke-polare grupper av molekyler, spiller denne effekten en ekstremt viktig rolle i mange biokjemiske prosesser.

Se også

• Frelse
• Hydreringsenergi
• Løsning (kjemi)

Individuelle bevis

1. ↑ Dipl.-Ing. Bonar Marbun: Kinetics of the hydration of CaO and MgO , avhandling, februar 2006, Fakultet for natur- og materialvitenskap, Clausthal University of Technology
2. ↑ W. Blokzijl og JBFN Engberts: Hydrofobe Effects - Utsikt og fakta i: Angew. Chemie 105, 1993, s. 1610-1648.
3. ^ R. Haselmeier, M. Holz, W. Marbach, H. Weingärtner: Water Dynamics Near a Dissolved Noble Gas. Første direkte eksperimentelle bevis for en retardasjonseffekt. I: J. Phys. Chem. 99, 1995, s. 2243-2246.