Что такое кристаллическая вода

ВОДА КРИСТАЛЛИЗАЦИОННАЯ

Геологический словарь: в 2-х томах. — М.: Недра . Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др. . 1978 .

Смотреть что такое «ВОДА КРИСТАЛЛИЗАЦИОННАЯ» в других словарях:

Вода кристаллизационная и химически связанная — – вода, участвующая в строении кристаллических решеток различных минералов и веществ, входящих в состав грунта. [Словарь основных терминов, необходимых при проектировании, строительстве и эксплуатации автомобильных дорог.] Рубрика термина:… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Вода кристаллизационная (химически связанная) — вода, участвующая в строении кристаллизационных решеток различных минералов и веществ, входящих в состав грунта, не испаряющаяся при температуре 105°С. Источник: Справочник дорожных терминов … Строительный словарь

ВОДА В МИНЕРАЛАХ — различается конституционная, кристаллизационная, цеолитная и адсорбционная. Вода конституционная находится в кристаллической решетке м ла в виде ионов ОН1 , реже Н1+ и оксония Н3О1+; она переходит в молекулярное состояние лишь при разрушении… … Геологическая энциклопедия

вода кристалізаційна — вода кристаллизационная water of crystallization, crystal water *Kristallwasser вода, що міститься у кристалічній ґратці у вигляді молекул. Виділяється лише при високій температурі (бл. 200 600оС). В.к. характерна, напр., для ґіпсу Ca[SO4] 2H2O,… … Гірничий енциклопедичний словник

ВОДА — оксид водорода Н2O (11,19% Н2 и 88,81% O2), относительная молекулярная масса 18,016; плотность воды., кг/ м3: при 0° С 999,87, при 3,89°С 1000,00; плотность льда при 0°С 916,8; tпл=0°С; tкип=100°С; удельная теплота плавления… … Металлургический словарь

КРИСТАЛЛИЗАЦИОННАЯ ВОДА — Скрытая, как бы замороженная в самограннике; лишаясь её, кристаллы теряют свою форму и рассыпаются. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. КРИСТАЛЛИЗАЦИОННАЯ ВОДА Та, с которою вступают в химическое… … Словарь иностранных слов русского языка

КРИСТАЛЛИЗАЦИОННАЯ ВОДА В МИНЕРАЛАХ — вода в минералах, находящаяся в кристаллической решетке в виде молекул Н2О, занимающих определенные места (например, гипс CaSO4 2Н2О, мирабилит Na2SO4 10 H2О). Выделение К. в. при нагревании происходит в определенном интервале температуры (ниже… … Словарь по гидрогеологии и инженерной геологии

кристаллизационная вода — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN crystal water … Справочник технического переводчика

кристаллизационная вода — kristalizacijos vanduo statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. crystal water; crystallization water vok. Kristallisationswasser, n; Kristallwasser, n rus. кристаллизационная вода, f pranc. eau de cristal, f; eau de cristallisation,… … Radioelektronikos terminų žodynas

кристаллизационная вода — kristalizacinis vanduo statusas T sritis chemija apibrėžtis Kristalhidračio sudėtyje esantis vanduo. atitikmenys: angl. crystal water; crystallization water rus. кристаллизационная вода … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

Источник

Кристаллизационная вода — Water of crystallization

В химии кристаллизационная вода или вода гидратации — это молекулы воды , которые присутствуют внутри кристаллов . Вода часто участвует в образовании кристаллов из водных растворов . В некоторых случаях кристаллизационная вода представляет собой общую массу воды в веществе при данной температуре и в основном присутствует в определенном ( стехиометрическом ) соотношении. Классический, «кристаллизационная вода» относится к воде , которая находится в кристаллической структуре в виде металлического комплекса или соли , которая непосредственно не связанные с металлическим катионом .

При кристаллизации из воды или водосодержащих растворителей многие соединения включают молекулы воды в свои кристаллические структуры. Кристаллизационную воду обычно можно удалить путем нагревания образца, но кристаллические свойства часто теряются. Например, в случае хлорида натрия дигидрат нестабилен при комнатной температуре.

По сравнению с неорганическими солями , белки кристаллизуются с большим количеством воды в кристаллической решетке. Содержание воды в 50% не является чем-то необычным для белков.

СОДЕРЖАНИЕ

Номенклатура

В молекулярных формулах кристаллизационная вода обозначается по-разному, но часто нечетко. Термины «гидратированное соединение» и «гидрат» обычно нечетко определены.

Положение в кристаллической структуре

Соли с соответствующей кристаллизационной водой известна как гидрат . Структура гидратов может быть довольно сложной из-за наличия водородных связей , определяющих полимерные структуры. Исторически структура многих гидратов была неизвестна, и точка в формуле гидрата использовалась для определения состава без указания того, как вода связана. Примеры:

• CuSO ₄ • 5H ₂ O — пентагидрат сульфата меди (II)
• CoCl ₂ • 6H ₂ O — гексагидрат хлорида кобальта (II)
• SnCl ₂ • 2H ₂ O — дигидрат хлорида олова (II) ( или двухвалентного олова)

Для многих солей точное связывание воды не имеет значения, потому что молекулы воды становятся неустойчивыми при растворении. Например, водный раствор, приготовленный из CuSO ₄ • 5H ₂ O и безводного CuSO _4, ведут себя одинаково. Поэтому знание степени гидратации важно только для определения эквивалентной массы : один моль CuSO ₄ • 5H ₂ O весит больше, чем один моль CuSO ₄ . В некоторых случаях степень гидратации может иметь решающее значение для получаемых химических свойств. Например, безводный RhCl ₃ не растворяется в воде и относительно бесполезен в металлоорганической химии, тогда как RhCl ₃ • 3H ₂ O универсален. Точно так же гидратированный AlCl ₃ является слабой кислотой Льюиса и поэтому неактивен в качестве катализатора реакций Фриделя-Крафтса . Поэтому образцы AlCl ₃ должны быть защищены от атмосферной влаги, чтобы предотвратить образование гидратов.

Кристаллы гидратированного сульфата меди (II) состоят из центров [Cu (H ₂ O) ₄ ] 2+, связанных с ионами SO ₄ 2– . Медь окружена шестью атомами кислорода, представленными двумя различными сульфатными группами и четырьмя молекулами воды. Пятая вода находится в другом месте каркаса, но не связывается напрямую с медью. Упомянутый выше хлорид кобальта встречается как [Co (H ₂ O) ₆ ] 2+ и Cl — . В хлориде олова каждый центр Sn (II) является пирамидальным (средний угол O / Cl-Sn-O / Cl составляет 83 °) и связан с двумя ионами хлорида и одним водой. Вторая вода в формульной единице связана водородными связями с хлоридом и координированной молекулой воды. Кристаллизационная вода стабилизируется электростатическим притяжением, следовательно, гидраты обычны для солей, содержащих катионы +2 и +3, а также анионы -2. В некоторых случаях большая часть веса соединения приходится на воду. Глауберова соль Na ₂ SO ₄ (H ₂ O) ₁₀ представляет собой белое кристаллическое твердое вещество с более чем 50% воды по весу.

Рассмотрим случай гексагидрата хлорида никеля (II) . Этот вид имеет формулу NiCl ₂ (H ₂ O) ₆ . Кристаллографический анализ показывает, что твердое вещество состоит из субъединиц [ транс- NiCl ₂ (H ₂ O) ₄ ], которые связаны водородными связями друг с другом, а также двух дополнительных молекул H ₂ O. Таким образом, 1/3 молекул воды в кристалле не связаны напрямую с Ni 2+ , и их можно было бы назвать «кристаллизационной водой».

Анализ

Содержание воды в большинстве соединений можно определить, зная его формулу. Неизвестный образец может быть определен с помощью термогравиметрического анализа (ТГА), когда образец сильно нагревается, а точный вес образца наносится на график в зависимости от температуры. Затем количество вытесненной воды делится на молярную массу воды, чтобы получить количество молекул воды, связанных с солью.

Другие растворители кристаллизации

Вода — особенно распространенный растворитель, который можно найти в кристаллах, потому что он маленький и полярный. Но все растворители можно найти в некоторых кристаллах-хозяевах. Вода заслуживает внимания, потому что она реакционноспособна, тогда как другие растворители, такие как бензол , считаются химически безвредными. Иногда в кристалле обнаруживается более одного растворителя, и часто стехиометрия варьируется, что отражается в кристаллографической концепции «частичного заполнения». Химик обычно «сушит» образец в сочетании с вакуумом и нагреванием «до постоянного веса».

Для других растворителей кристаллизации анализ удобно выполнять путем растворения образца в дейтерированном растворителе и анализа образца на наличие сигналов растворителя с помощью ЯМР-спектроскопии . Монокристалл рентгеновской кристаллографии часто в состоянии обнаружить присутствие этих растворителей кристаллизации , а также. В настоящее время могут быть доступны другие методы.

Таблица кристаллизационной воды в некоторых неорганических галогенидах

В таблице ниже указано количество молекул воды на металл в различных солях.

Формула гидратированных галогенидов металлов	Координационная сфера металла	Эквиваленты кристаллизационной воды , не связанные с M	Замечания
CaCl 2 (H 2 O) 6	[Ca (μ-H 2 O) 6 (H 2 O) 3 ] 2+	никто	Пример воды как мостикового лиганда
TiCl 3 (H 2 O) 6	транс — [TiCl 2 (H 2 O) 4 ] +	два	изоморфен VCl 3 (H 2 O) 6
VCl 3 (H 2 O) 6	транс — [VCl 2 (H 2 O) 4 ] +	два
VBr 3 (H 2 O) 6	транс — [VBr 2 (H 2 O) 4 ] +	два
VI 3 (H 2 O) 6	[V (H 2 O) 6 ] 3+	никто	относительно Cl — и Br — , I — плохо конкурирует с водой в качестве лиганда для V (III)
Nb 6 Cl 14 (H 2 O) 8	[Nb 6 Cl 14 (H 2 O) 2 ]	четыре
CrCl 3 (H 2 O) 6	транс — [CrCl 2 (H 2 O) 4 ] +	два	темно-зеленый изомер, он же «соль Бьеррума»
CrCl 3 (H 2 O) 6	[CrCl (H 2 O) 5 ] 2+	один	сине-зеленый изомер
CrCl 2 (H 2 O) 4	транс — [CrCl 2 (H 2 O) 4 ]	никто	квадратное плоское / тетрагональное искажение
CrCl 3 (H 2 O) 6	[Cr (H 2 O) 6 ] 3+	никто	фиолетовый изомер. изоструктурный с алюминиевым компаундом
AlCl 3 (H 2 O) 6	[Al (H 2 O) 6 ] 3+	никто	изоструктурен соединению Cr (III)
MnCl 2 (H 2 O) 6	транс — [MnCl 2 (H 2 O) 4 ]	два
MnCl 2 (H 2 O) 4	цис — [MnCl 2 (H 2 O) 4 ]	никто	цис-молекулярный, нестабильный транс-изомер также был обнаружен
MnBr 2 (H 2 O) 4	цис — [MnBr 2 (H 2 O) 4 ]	никто	цис, молекулярный
MnCl 2 (H 2 O) 2	транс — [MnCl 4 (H 2 O) 2 ]	никто	полимерный с мостиковым хлоридом
MnBr 2 (H 2 O) 2	транс — [MnBr 4 (H 2 O) 2 ]	никто	полимерный с мостиковым бромидом
FeCl 2 (H 2 O) 6	транс — [FeCl 2 (H 2 O) 4 ]	два
FeCl 2 (H 2 O) 4	транс — [FeCl 2 (H 2 O) 4 ]	никто	молекулярный
FeBr 2 (H 2 O) 4	транс — [FeBr 2 (H 2 O) 4 ]	никто	молекулярный
FeCl 2 (H 2 O) 2	транс — [FeCl 4 (H 2 O) 2 ]	никто	полимерный с мостиковым хлоридом
FeCl 3 (H 2 O) 6	транс — [FeCl 2 (H 2 O) 4 ] +	два	один из четырех гидратов хлорида железа , изоструктурный аналогу Cr
FeCl 3 (H 2 O) 2,5	цис — [FeCl 2 (H 2 O) 4 ] +	два	дигидрат имеет аналогичную структуру, оба содержат анионы FeCl 4 — .
CoCl 2 (H 2 O) 6	транс — [CoCl 2 (H 2 O) 4 ]	два
CoBr 2 (H 2 O) 6	транс — [CoBr 2 (H 2 O) 4 ]	два
CoI 2 (H 2 O) 6	[Co (H 2 O) 6 ] 2+	никто	йодид плохо конкурирует с водой
CoBr 2 (H 2 O) 4	транс — [CoBr 2 (H 2 O) 4 ]	никто	молекулярный
CoCl 2 (H 2 O) 4	цис — [CoCl 2 (H 2 O) 4 ]	никто	Примечание: цис-молекулярный
CoCl 2 (H 2 O) 2	транс — [CoCl 4 (H 2 O) 2 ]	никто	полимерный с мостиковым хлоридом
CoBr 2 (H 2 O) 2	транс — [CoBr 4 (H 2 O) 2 ]	никто	полимерный с мостиковым бромидом
NiCl 2 (H 2 O) 6	транс — [NiCl 2 (H 2 O) 4 ]	два
NiCl 2 (H 2 O) 4	цис — [NiCl 2 (H 2 O) 4 ]	никто	Примечание: цис-молекулярный
NiBr 2 (H 2 O) 6	транс — [NiBr 2 (H 2 O) 4 ]	два
NiI 2 (H 2 O) 6	[Ni (H 2 O) 6 ] 2+	никто	йодид плохо конкурирует с водой
NiCl 2 (H 2 O) 2	транс — [NiCl 4 (H 2 O) 2 ]	никто	полимерный с мостиковым хлоридом
CuCl 2 (H 2 O) 2	[CuCl 4 (H 2 O) 2 ] 2	никто	тетрагонально искаженные два длинных расстояния Cu-Cl
CuBr 2 (H 2 O) 4	[CuBr 4 (H 2 O) 2 ] n	два	тетрагонально искаженные два длинных расстояния Cu-Br
ZnCl 2 (H 2 O) 1,33	2 ZnCl 2 + ZnCl 2 (H 2 O) 4	никто	координационный полимер с тетраэдрическими и октаэдрическими центрами Zn
ZnCl 2 (H 2 O) 2,5	Cl 3 Zn (μ-Cl) Zn (H 2 O) 5	никто	тетраэдрические и октаэдрические центры Zn
ZnCl 2 (H 2 O) 3	[ZnCl 4 ] 2- + Zn (H 2 O) 6 ] 2+	никто	тетраэдрические и октаэдрические центры Zn
ZnCl 2 (H 2 O) 4,5	[ZnCl 4 ] 2- + [Zn (H 2 O) 6 ] 2+	три	тетраэдрические и октаэдрические центры Zn

Гидраты сульфатов металлов

Сульфаты переходных металлов образуют множество гидратов, каждый из которых кристаллизуется только в одной форме. Сульфатная группа часто связывается с металлом, особенно для солей с менее чем шестью акволигандами . Гептагидраты, которые часто являются наиболее распространенными солями, кристаллизуются в моноклинных и менее распространенных орторомбических формах. В гептагидратах одна вода находится в решетке, а остальные шесть координированы с центром железа. Многие сульфаты металлов встречаются в природе в результате выветривания сульфидов минералов. Известно много моногидров.

Формула гидратированного сульфата иона металла	Координационная сфера иона металла	Эквиваленты кристаллизационной воды , не связанные с M	название минерала	Замечания
MgSO 4 (H 2 O) 4	[Mg (H 2 O) 4 (κ ‘, κ 1 -SO 4 )] 2	никто	сульфат является мостиковым лигандом, 8-членные кольца Mg 2 O 4 S 2
MgSO 4 (H 2 O) 6	[Mg (H 2 O) 6 ]	никто	гексагидрит	общий мотив
MgSO 4 (H 2 O) 7	[Mg (H 2 O) 6 ]	один	эпсомит	общий мотив
TiOSO 4 (H 2 O)	[Ti (μ-O) 2 (H 2 O) (κ 1 -SO 4 ) 3 ]	никто	дальнейшее увлажнение дает гели
VSO 4 (H 2 O) 6	[V (H 2 O) 6 ]	никто	Использует мотив гексагидрита
ВОСО 4 (Н 2 О) 5	[VO (H 2 O) 4 (κ 1 -SO 4 ) 4 ]	один
Cr 2 (SO 4 ) 3 (H 2 O) 18	[Cr (H 2 O) 6 ]	шесть	Один из нескольких сульфатов хрома (III)
MnSO 4 (H 2 O)	[Mn (μ-H 2 O) 2 (κ 1 -SO 4 ) 4 ]	никто	Самый распространенный из нескольких гидратированных сульфатов марганца (II)
MnSO 4 (H 2 O) 7	[Mn (H 2 O) 6 ]	один	маллардит	см. аналог Mg
FeSO 4 (H 2 O) 7	[Fe (H 2 O) 6 ]	один	мелантерит	см. аналог Mg
FeSO 4 (H 2 O) 4	[Fe (H 2 O) 4 (κ ‘, κ 1 -SO 4 )] 2	никто	сульфат является мостиковым лигандом, 8-членные кольца Fe 2 O 4 S 2
Fe II (Fe III ) 2 (SO 4 ) 4 (H 2 O) 14 ]]	[Fe II (H 2 O) 6 ] 2+ [Fe III (H 2 O) 4 (κ 1 -SO 4 ) 2 ] — 2	никто	сульфаты являются концевыми лигандами на Fe (III)
CoSO 4 (H 2 O) 7	[Co (H 2 O) 6 ]	один	см. аналог Mg
CoSO 4 (H 2 O) 6	[Co (H 2 O) 6 ]	никто	больше	см. аналог Mg
CoSO 4 (H 2 O) 7	[Co (H 2 O) 6 ]	один	биберит	см. аналог Fe
NiSO 4 (H 2 O) 6	[Ni (H 2 O) 6 ]	никто	ретгерсит	Один из нескольких гидратов сульфата никеля
NiSO 4 (H 2 O) 7	[Ni (H 2 O) 6 ]	моренозит
CuSO 4 (H 2 O) 5	[Cu (H 2 O) 4 (κ 1 -SO 4 ) 2 ]	один	халькантит	сульфат является мостиковым лигандом
CuSO 4 (H 2 O) 7	[Cu (H 2 O) 6 ]	один	Бутит
ZnSO 4 (H 2 O) 4	[Zn (H 2 O) 4 (κ ‘, κ 1 -SO 4 )] 2	никто	сульфат является мостиковым лигандом, 8-членные кольца Zn 2 O 4 S 2
ZnSO 4 (H 2 O) 6	[Zn (H 2 O) 6 ]	никто	см. аналог Mg
ZnSO 4 (H 2 O) 7	[Zn (H 2 O) 6 ]	один | госларит	см. аналог Mg
CdSO 4 (H 2 O)	[Cd (μ-H 2 O) 2 (κ 1 -SO 4 ) 4 ]	никто	мостиковый водный лиганд

Гидраты нитратов металлов

Нитраты переходных металлов образуют множество гидратов. Нитрат-анион часто связывается с металлом, особенно для солей с менее чем шестью акволигандами .

Источник