Hydraatti

Kemiassa hydraatti on aine, johon on sitoutunut vettä (H₂O) joko dipoli-dipoli-vuorovaikutusten tai ioni-dipolivuorovaikutusten vuoksi.^[1] Hydraatin muodostuminen eli hydraatio ymmärretään^selvennä voimakkaamman kemiallisen sidoksen muodostumiseksi kuin esimerkiksi vedellä kastuminen. Aineita on usein nimetty hydraateiksi ennen kuin on selvitetty, miten vesi on sitoutuneena – monet "hydraatit" eivät sisällä ollenkaan vettä sellaisenaan.

Hiilihydraatit ovat esimerkki aineesta, jolle nimi annettiin ennen aineen rakenteen selvittämistä. Sekoitettaessa väkevää rikkihappoa hiilihydraattiin tapahtuu kiivas reaktio, jossa hiilihydraatti hajoaa, rikkihappoon irtoaa vettä ja jäljelle jää hiiltä. Reaktio ei kuitenkaan osoita, että hiilihydraatit sisältäisivät vettä sellaisenaan. Sen sijaan rikkihappo hajottaa hiilihydraatin "väkisin" vedeksi ja hiileksi. Hiilihydraatit muodostuvat sokereista, joissa on viisi- tai kuusihiilisiä ketjuja, joissa kussakin hiilessä on hydroksyyliryhmä ja yhdessä hiilessä on myös karbonyylihappi (karboksyyliryhmä). Rakenteen empiirinen kaava eli alkuaineiden suhde on sattumalta juuri CH₂O, sama kuin "hiili-vesi", josta nimi tulee.

Orgaanisessa kemiassa puhutaan usein hydraateista, kun aineen empiirinen kaava vastaa yhdisteen ja veden kaavaa. Esimerkiksi eteenin (C₂H₄) hydraattina voidaan pitää etanolia (C₂H₅OH). Käytännössä mitään yleistä hydraatioreaktiota ei ole, eli lisäämällä aineeseen vettä ei välttämättä synny sen hydraattia.

Vedetön koboltti(II)kloridi CoCl2	Koboltti(II)kloridiheksahydraatti CoCl2·6H2O

Monet metallisuolat muodostavat hydraatteja, joissa vesi on muodostanut kompleksin metallikationin tai toisinaan anionin kanssa^[1]. Kun näin käy, ainetta ei enää välttämättä pysty kuivaamaan, koska vesi on reagoinut. Esimerkiksi sinkkikloridin (ZnCl₂) hydrautuessa muodostuu sinkkikloridihydraatti, jota kuumentamalla ei enää saada takaisin vedetöntä sinkkikloridia (ZnCl₂) ja vettä, vaan sinkkihydroksikloridia (ZnClOH) ja haihtuvaa vetykloridia (HCl). Monet suolat muodostavat useita eri hydraatteja, jotka ovat erillisiä kemiallisia aineita.

Eräs yleisesti käytetty hydraatioreaktio on betonin kovettuminen. Sementtijauho sisältää lähinnä kalsiumsilikaatteja, joiden hydraatio tuottaa kovia mineraaleja, joista kovettunut betoni muodostuu. Betoni ei siis "kuivu", vaan hydrautuu.

1. ↑ ^{a b} Thomas Scott, Mary Eagleson: Concise encyclopedia chemistry, s. 503. Walter de Gruyter, 1994. ISBN 978-3110114515 Kirja Googlen teoshaussa (viitattu 11.7.2014). (englanniksi)