수화물

수화물

수화물은 물 분자와 주어진 소금 분자 사이에 공유 결합과 같은 화학적 결합이 일어나는 화합물이 아닙니다. 그들은 또한 배위 화합물이 아닙니다. 화학 결합보다 강도가 훨씬 약한 수소 결합의 형성이 이러한 구조의 특징입니다. 수화물은 결정 격자 형태로 구조화되어 있습니다. 물 분자는 불규칙하게 분포되어 있습니다. "결정수"라는 용어가 자주 사용됩니다. 수화물은 수화를 통해 얻습니다. 염 분자, 특히 무기산 유도체가 이 반응을 겪을 가능성이 가장 높습니다. 수화에는 무수 결정이 수화된 결정으로 변형되는 과정이 포함됩니다. 이는 광물 질량에 변화를 일으킬 수 있지만 파괴하지는 않습니다. 수화는 종종 탄산화와 같은 다른 과정을 수반합니다. 정상적인 조건에서 수화 화학물질은 높은 흡습성 , 즉 물 분자에 대한 강한 친화력을 특징으로 합니다. 예를 들어 이러한 물질은 공기 중 수분을 흡수할 수 있습니다. 수화물을 얻는 또 다른 방법 은 수용액에서 결정화하는 것입니다. 수화물의 분자식은 염분식을 적고 수화된 물 분자의 수를 명시함으로써 형성됩니다. 일반적인 표기법을 제공하기 위해 ‘H ₂ O’ 앞에 문자 ‘n’을 배치합니다. 그 값은 1보다 크며 부착된 물 분자의 수에 해당합니다. 가장 일반적인 구별은 n=½(반수화물), n= 1(일수화물), n=2(이수화물) 및 n=3(삼수화물)인 수화물 사이에 있습니다. 중요한 것은 동일한 물질이 서로 다른 수의 물 분자를 부착할 수 있다는 것입니다. 소금 분자와 물 분자 사이에 수소 결합이 있다는 점을 고려하면 이들 화합물은 고온에 대한 만족스러운 저항성을 나타내지 않습니다. 가열하면 분해되어 무수물 형태로 변합니다. 수화물은 물에 아주 잘 녹습니다. 수용액에서는 염에 부착된 수화된 물 분자가 방출됩니다. 예를 들어 이러한 물질의 용액을 만들 때 이 사실을 고려해야 합니다. 주어진 화합물의 수화 정도를 고려하지 않으면 용액의 농도 결정에만 오류가 발생합니다. 수화된 염의 중요한 특징은 수화 반응에서 물 분자의 부착으로 인한 색상의 변화 입니다. 수화된 형태는 무수염에 비해 흡습성이 현저히 낮다는 점에 유의해야 합니다.

무기 화합물의 수화물

무기산 염은 물 분자와 수화물을 형성할 가능성이 가장 높은 물질입니다. 무기 화합물의 가장 일반적인 수화물은 다음과 같습니다.

• 구리(II) 황산염 수화물(VI), CuSO ₄ – 구리(II) 황산염(VI)은 다양한 수화 정도를 채택합니다. 부착된 물 분자의 최대 수는 5개입니다. 이 염의 5수화물을 가열하면 물 분자가 벗겨집니다. 처음 두 개와 삼수화물이 형성되고, 시스템을 추가로 가열하면 황산구리(II) 일수화물(VI)이 얻어질 수 있습니다. 마지막 물 분자를 제거하려면 화합물을 200ᵒC 이상의 온도로 가열해야 합니다. 구리(II) 황산염 수화물(VI)은 파란색을 띠는데, 이는 구리 이온 주위에 결정수가 존재하기 때문에 발생합니다. 반면 무수소금은 흰색이다. 높은 흡습성과 수화물 형성 능력은 일부 액체에서 수분을 제거하는 데 사용됩니다.

• 염화코발트(II) 수화물, CoCl ₂ – 무수 염화코발트(II)는 흡습성이 높습니다. 물 분자와의 강한 친화력 덕분에 공기 중의 수분도 흡수할 수 있습니다. 이 과정으로 인해 이 염의 수화물이 형성됩니다. 가장 일반적인 수화물 형태는 염화 코발트(II) 6수화물(CoCl ₂ * 6H ₂₎ 입니다. 또 다른 형태는 이수화물 분자입니다. 이 소금은 수분 함량에 따라 색이 변하는 능력도 보여줍니다. 무수염은 파란색이고, 이수화물은 분홍빛이 도는 보라색을 띠고, 육수화물 분자의 색은 강렬한 빨간색입니다.
• 황산나트륨 수화물(VI), Na ₂ SO ₄ – 이 염은 7수화물(구조에 5개의 물 분자)과 10수화물(구조에 10개의 물 분자)의 두 가지 수화물 형태로 존재합니다. 황산나트륨(VI)의 무수 형태는 자연에서 희귀 광물인 테나르다이트(Thénardite)로 발생합니다. 황산나트륨 10수화물(VI)은 소위 Glauber 염입니다. 유리, 종이, 세탁세제, 탄산음료 생산에 널리 사용됩니다. 글라우버 소금은 청색 색소인 군청색을 생산하는 데 필요한 성분 중 하나이기도 합니다. 또한, 이 화합물은 완하제 특성으로 인해 소화 시스템에 치료 효과가 있습니다.

석고

세계적으로 중요하고 널리 사용되는 무기염 수화물의 예는 석고입니다. 황산칼슘(VI), CaSO ₄ 의 수화된 형태로 구성된 광물입니다. 결정질 석고는 이 소금의 이수화물입니다. 자연 조건에서는 42ᵒC 이하의 온도에서 호수와 강에서 바닷물이 증발하는 동안 형성됩니다. 무수 황산칼슘(VI)은 무수석고입니다. 무수석고라고도 합니다. 반면에 석고를 만드는 것은 황산칼슘 반수화물(VI)입니다. 이 소금의 어떤 형태가 얻어지는지는 모 퇴적암이 처리되는 동안의 온도에 따라 달라집니다. 건축에 사용되는 석고는 일반적으로 다양한 형태의 수화석회염을 혼합한 것입니다. 석고의 적용 가능성은 매우 넓으며, 특히 건설 산업에서 더욱 그렇습니다. 이 소금 수화물의 가장 중요한 용도는 다음과 같습니다.

• 건설 산업에서는 마감재로 석고가 사용됩니다. 이는 느슨한 반제품, 모르타르, 접착제, 석고 기반 마감재 및 미리 혼합된 조립 구성요소(예: 석고보드)의 구성요소 중 하나입니다.
• 의학은 부러진 팔다리를 고정하기 위해 석고를 사용합니다. 석고 붕대는 피부 친화적인 것으로 간주됩니다. 또한 이 재료는 치과 기술 실험실에서도 사용됩니다.
• 업계에서는 모델링 및 디자인 워크샵에 석고를 사용합니다. 석고 모형은 다양한 실용적인 물체를 성형하는 데 매우 적합합니다.
• 석고는 농업에 사용되는 일부 비료 에 첨가되는 첨가제입니다.

메탄 포접 화합물

메탄 포접 화합물은 가스 수화물로 알려진 화합물 그룹에 속합니다. 그들은 지구 역사상 급격한 기후 변화의 대부분을 담당합니다. 메탄 포접물은 종종 메탄 수화물 또는 메탄 얼음이라고도 합니다. 그들은 물과 메탄 의 고체 형태를 형성합니다. 그들의 분자는 결정 구조로 구별됩니다. 그들은 압력이 증가하면 형성됩니다. 이는 흰색의 무취 고체 형태를 취하며, 외관상 얼음과 유사한 경우가 많습니다. 흥미롭게도 만지면 폴리스티렌 과 비슷합니다. Clathrates는 독특한 화학 그룹입니다 . 물 분자는 새장과 유사한 구조를 형성합니다. 메탄은 이 케이지 안에 저장됩니다. 중요한 것은 두 물질이 서로 화학적 결합을 형성하지 않는다는 것입니다. 일반적으로 메탄 포접물은 2개의 소형 케이지와 6개의 중형 케이지를 둘러싸고 있는 46개의 물 분자로 구성됩니다. 메탄 분자가 그 안에 갇혀 있습니다. 포접물은 또한 내부에 16개의 작은 메탄 가스 케이지와 8개의 큰 메탄 가스 케이지가 있는 136개의 물 분자로 구성되어 있는 것으로 알려져 있습니다. 최근 몇 년 동안 바다 밑바닥에서 상당량의 이 자원이 발견되었습니다. 예를 들어 에너지 목적으로 사용될 수 있는 상당한 양의 메탄을 추출할 수 있는 가능성 때문에 많은 관심을 끌고 있습니다. 메탄 포접 화합물은 불그스름한 색상의 균일한 불꽃으로 연소됩니다. 연소 후에는 녹은 물이 남습니다. 이런 방식으로 추출된 메탄은 기존 탄화수소 공급원에 대한 좋은 대안이 될 수 있지만 기후에 상당한 위협이 되기도 합니다. 해저에 축적된 포접물질로부터 메탄을 추출하는 방법에 대한 지식은 아직 부족합니다. 상당량의 이 가스를 통제되지 않게 방출하는 것은 이산화탄소보다 온실 효과를 훨씬 더 강력하게 증가시키기 때문에 매우 위험할 수 있습니다.