> Энциклопедический словарь Гранат, страница 152 > Гидраты

Гидраты

Гидраты. Жженая известь, или окись кальция, СаО, при обливании водою сильно разогревается и рассыпается в белый порошок, — получается гашеная известь. Здесь происходит химический процесс соединения окиси кальция с водой, причем образуется Г. окиси кальция: СаО+ НОН=Са (0Н)2. Окись металла натрия с водой дает Г. окиси натрия: Ма20 + НОН=2 ХаОН. Такого рода Г. называются Г. окислов металлов..

Растворимые в воде Г. окислов металлов обладают щелочным вкусом (вкус мыла или отвара золы) и называются щелочами. Они окрашивают лакмус в синий цвет и разъедают кожу, бумагу, дерево и т. ии. Получаются они не только путем соединения их окислов с водой, но и действием соответствующих металлов на воду: Na + НОН=NaOH+

4-Н; Са + 2Н0Н=Са (0Н)2 + Н2. На основании этого способа получения Г. окислов металлов можно рассматривать, как продукты замещения одного атома водорода частицы воды металлом. В случае одновалентных металлов, как натрий, один атом последнего замещает один атом водорода в одной частице воды, в случае двувалентного металла, как кальций, один атом последнего замещает два атома водорода в двух частицах воды. То, что остается от частицы воды по отнятии одного атома водорода, т. е. группа ОН, называется водным остатком (смотрите), или гидроксилом. Т&кии образом, металл и гидроксилы являются необходимыми составными частями Г. окислов металлов. Нерастворимые в воде Г. окисл. мет. не получаются непосредственным соединением с водой их окислов. Обычно их получают, действуя раствором щелочи на соответствующую соль; так, ииапр., получается Г. окиси железа: РеС13+3 NaOH==Fe(OH)3 + 3NaCl. Не только окислы металлов способны образовать Г. окислов. Трехокись серы S03, например, энергично, с большим выделением тепла, соединяется с водой, образуя Г.: S03 + НОН - S02 (0Н)2, серную кислоту. Такие Г., т. е. Г. окислов металлоидов, принадлежат к классу соединений, называемых кислотами. Они окрашивают ра,створ лакмуса в красный цвет и называются кислородными кислотами в отличие от кислот, не содержащих кислорода. Г. окислов металлов характеризуются легкой способностью вступатьво взаимодействие с Г. окисл. металлоидов (и вообще с кислотами); точно также характерным признаком последних является их способность взаимодействовать с Г. первого типа. При этом взаимодействии получаются соль (продукт замещения водорода кислоты металлом) и вода, например: Са(ОН)2 -f- H2S04=CaS04+2H20 (нейтрализация). Процесс непосредственного соединения окислов с водой называется гидратацией.

Г. называют также и такие соединения, как Na2C03.10 Н20; CuS04.5H2u и тому подобное. При выкристаллизовывании многих веществ из их водных растворов выделяются кристаллы соединений этих веществ с водой (кристаллогидраты). Они обладают постоянным химическим составом. Иногда они образуются с заметным выделением тепла; если вставить термометр в мешечек, содержащий белый порошок безводного медного купороса CuS04, и затем опустить мешечек в воду, то белый порошок посинеет—превратится r- кристаллы Г. CuS04.5H20, а термометр покажет повышение температуры. При нагревании этих Г. они сравнительно легко теряют воду. Некоторые из них теряют воду уже при стоянии на воздухе при обыкновенной температуре. Поэтому формулы таких Г. пишут так, как приведено выше, т. е. рядом с формулой вещества пишут (отделив от первой точкой или запятой) столько раз взятую формулу частицы воды, сколько последних соединено тут с частицей данного вещества. Считают, сле-дов., что, при образовании кристаллогидрата, частица вещества соединяется с одной или несколькими частицами воды так, что соединяющияся частицы не претерпевают существенных изменений. Напротив, при образовании Г. окислов происходят изменения: частицы окисла и воды перестраиваются в частицу Г. окисла. Так, например, при соединении окиси натрия с водой частицы их (Na20 и Н20) перегруппировываются в новия частицы—NaOH. В этой новой частице нет воды, как таковой (НОН), и нет также окиси натрия (NaONa), аесть лишь гидроксил первой и металл второй.

Разложение кристаллогидр. на соответствующее вещество и воду увеличивается с повышением температуры; с понижением температуры происходит обратно—образование кристаллогидрата (гидратация). Если оставить стоять в открытом сосуде глауберову соль Na2 S04.10Н20, то постепенно она потеряет всю свою кристаллизационную воду. Но если ее оставить при той ate температуре в закрытом сосуде, то оиа потеряет лишь часть своей воды. В закрытом сосуде происходят одновременно два процесса: происходитпотеря воды кристаллогидратом, т. е. распадение его на Na2S04 и воду, которая в виде паров уходит в пространство сосуда, находящееся лад солью; но частички паров воды, оставаясь в сосуде, приходят при своем движении в соприкосновение с частицами безводной соли Na2S04 и, соединяясь с ними, вновь образуют частицы кристаллогидрата Na2 S04.10 Н20. Благодаря этому первый процесс не может дойти до конца, до полного разложения всех частиц кристаллогидрата. В открытом же сосуде отделяющияся от кристаллогидр. частицы воды уносятся токами воздуха, и разложение может дойти до конца.

Кристаллогидраты образуют не только соли, но также и Г. окислов. Так, например, Г. окиси бария Ва(0Н)2 образует кристаллогидрат состава Ва (0Н)2.8Н20; серная кислота дает кристаллогидраты, например, H2S04.H20. Очень возможно, впрочем, что в последнем случае мы имеем дело с таким же Г. окисла, как и сама серная кислота, только содерж. не 2, а 4 гидроксила: SO(OH)4.

Л. Писаржевский.