هیدرات چیست؟ – به زبان ساده + انواع، ساختار و نحوه تشکیل

در ابتدای این مطلب می‌آموزیم هیدرات چیست و این ترکیبات چگونه نام‌گذاری می‌شوند. سپس، فرمول شیمیایی عمومی این ترکیبات را بررسی می‌کنیم. در ادامه، انواع مولکول‌های هیدرات را نام برده و فرآیند تشکیل این مولکول‌ها را توضیح می‌دهیم. سپس خواص این ترکیبات را بررسی کرده و مثال‌هایی از انواع هیدرات را می‌آموزیم. در نهایت به کاربرد این ترکیبات در صنایع و فرآیند‌های گوناگون می‌پردازیم. با مطالعه این مطلب تا انتها می‌توانید به شکلی کامل با این ترکیبات آشنا شوید.

هیدرات چیست؟

فرمول شیمیایی هیدرات‌ها با نوشتن فرمول شیمیایی ترکیب، سپس نقطه و پس از آن تعداد مولکول آب با عدد و فرمول مولکول آب ($$H_2O$$) نشان داده می‌شود. فرم کلی مولکول‌های هیدرات به شکل زیر است.

$$AB\circ nH_2O$$

در این فرم، AB فرمول شیمیایی ماده به صورت خشک و باقی فرمول شیمیایی مولکول آب به همراه تعداد آن است. برای مثال، فرمول شیمیایی ماده منیزیم سولفات ۷ آبه به شکل زیر است.

$$MgSO_4\circ 7H_2O$$

فرمول بالا مشخص می‌کند که به ازای هر مولکول منیزیم سولفات، ۷ مولکول آب در ساختار ماده وجود دارد. برای مثال، از مواد معدنی که به فرم هیدرات در طبیعت وجود دارند می‌توان به سنگ گچ (سولفات کلسیم دو آبه)، بوراکس و نمک اپسوم (سولفات منیزیم ۷ آبه) اشاره کرد.

ترکیبات هیدرات می‌توانند آب و رطوبت را از محیط اطراف خود جذب کنند و اغلب به عنوان نم‌گیر در محیط‌های مختلف استفاده می‌شوند. مقدار پایداری هیدرات‌های مختلف با توجه به طبیعت شیمیایی آن‌ها، دمای آن‌ها و رطوبت نسبی آن‌ها اگر در معرض هوا قرار بگیرند سنجیده می‌شود.

یادگیری شیمی دبیرستان با فرادرس

همچنین، با مشاهده فیلم‌های آموزش فرادرس که در ادامه آورده شده است، می‌توانید به آموزش‌های بیشتری در زمینه هیدرات دسترسی داشته باشید.

• فیلم آموزش شیمی ۱ پایه دهم فرادرس
• فیلم آموزش شیمی ۳ پایه دوازدهم فرادرس
• فیلم آموزش شیمی دبیرستان نکته و حل تست کنکور فرادرس

نام گذاری ترکیبات هیدرات

در قسمت قبل آموختیم هیدرات چیست و چگونه نمایش داده می‌شود. در زبان فارسی، و در شیمی، دو فرم برای اشاره به نام ترکیبات هیدرات وجود دارد. این دو فرم به شکل زیر هستند.

• نام ترکیب شیمیایی + تعداد مولکول آب به فارسی + کلمه «آبه»
• نام ترکیب شیمیایی + تعداد مولکول آب به یونانی + کلمه «هیدرات»

تعداد مولکول‌های آب در زبان یونانی، طبق جدول زیر نام‌گذاری می‌شوند.

برای مثال، سولفات منیزیم اشاره شده در قسمت قبل را می‌توان با نام‌های «سولفات منیزیم ۷ آبه» و «سولفات منیزیم هپتا هیدرات» مشخص کرد. در ادامه، نام و فرمول شیمیایی برخی از ترکیبات هیدرات ارائه شده است.

انهیدرات چیست؟

در قست قبل آموختیم هیدرات چیست و چگونه نام‌گذاری می‌شوند. انهیدرات‌ها (Anhydrous) ترکیباتی هستند که درون آن‌ها مولکول آب به دام نیافتاده است. در مورد ترکیبات هیدرات، زمانی که مولکول آن‌ها به صورت بدون آب استفاده می‌شود گفته می‌شود ماده به فرم خشک یا انهیدرات یا انهیدوز است.

ترکیبات خشک معمولا بدون پسوند نامیده می‌شوند اما گاهی نیز با پسوند‌های خشک یا انهیدروس به آن‌ها اشاره می‌شود. برای مثال، سولفات منیزیم خشک با نام سولفات منیزیم انهیدروس نیز شناخته می‌شود.

فرمول هیدرات

در قسمت قبل آموخیتم هیدرات چیست. برای محاسبه این که در ترکیبات هیدرات چه مقدار آب وجود دارد، باید جرم فرم هیدرات مولکول و فرم انهیدروس آن مقایسه شود. با کسر جرم ماده خشک از ماده هیدرات، می‌توانیم جرم آب موجود در مولکول را به دست آورده و با استفاده از جرم مولی آب (۱۸ گرم بر مول) تعداد مول یا مولکول آب ترکیب را به دست آوریم.

فیلم آموزش هیدراتاسیون و کاربردها در صنعت در فرادرس

کلیک کنید

این محاسبات به شکل زیر نمایش داده می‌شود.

$$m_{H_2O}=m_{Hydrate}-m_{Anhydrous\,solid}$$

$$n_{H_2O}=\frac{m_{H_2O}}{MM_{H_2O}}$$

برای درک بهتر روش انجام این محاسبات، به مثال زیر دقت کنید.

مثال ۱

یک نمونه از کلرید کبالت (اا)، ۱۱۹ گرم وزن دارد. فرم خشک این نمونه جرمی برابر ۶۵ گرم دارد. اگر جرم مولی مولکول آب برابر ۱۸٫۰۲ گرم بر مول و جرم مولی کلرید کبالت (اا) برابر با ۱۲۹٫۸۴ گرم بر مول باشد، فرمول این ترکیب آبدار چیست؟

پاسخ

برای پاسخ به این سوال نیاز است ابتدا جرم ترکیب بدون آب را از ترکیب نمونه آبدار کم کنیم.