HydratyhydratyHydraty to sole zawierające w sieci krystalicznejsieć krystalicznasieci krystalicznej cząsteczki wody, tzw. wodę krystalizacyjną. W wyniku ogrzewania tracą ją, tym samym przechodząc w mniej uwodnione hydraty, czego przejawem jest zmiana barwy ogrzewanej soli. Po przekroczeniu odpowiedniej temperatury powstają sole bezwodne, których barwa różni się od barwy hydratów.

Dodatkowo, podczas ogrzewania hydratów uwolnione cząsteczki wody obserwuje się jako krople cieczy na ściankach ogrzewanego naczynia, np. probówki. Jeżeli zważymy hydrat przed ogrzaniem oraz substancję po ogrzaniu, to zaobserwujemy, że masy tych dwóch są inne. Ich masa różni się o masę uwolnionej wody z sieci krystalicznej hydratu.

Zmiany podczas ogrzewania hydratu są bardzo dobrze widoczne w przypadku ogrzewania pięciowodnego siarczanu(VI) miedzi(II) (nazwa systematyczna: siarczan(VI) miedzi(II) - woda (1/5)) ${\text{CuSO}}_4{\text{·5 H}}_2\text{O}$.

W wyniku łagodnego ogrzewania pięciowodnego siarczanu(VI) miedzi(II) ${\text{CuSO}}_4{\text{·5 H}}_2\text{O}$ powstaje trzywodny siarczan(VI) miedzi(II) (siarczan(VI) miedzi(II) – woda (1/3)) ${\text{CuSO}}_4{\text{·3 H}}_2\text{O}$. W wyniku dalszego ogrzewania, oderwane zostają kolejne dwie cząsteczki wody i powstaje monohydrat ${\text{CuSO}}_4{\text{·H}}_2\text{O}$ (siarczan(VI) miedzi(II) – woda (1/1)).

Najtrudniej oderwać ostatnią cząsteczkę wody. Aby powstała sól bezwodna, należy ogrzewać monohydrat do uzyskania temperatury wyższej niż 200°C. Po przekroczeniu tej temperatury powstaje biały proszek bezwodnego siarczanu(VI) miedzi(II) ${\text{CuSO}}_4$. Podsumowując, w wyniku ogrzewania niebieskiego hydratu siarczanu(VI) miedzi(II) ${\text{CuSO}}_4{\text{·5 H}}_2\text{O}$ można uzyskać białą bezwodną sól ${\text{CuSO}}_4$.

Po ogrzaniu białej bezwodnej soli siarczanu(VI) miedzi(II) powyżej temperatury 600°C, powstaje czarny tlenek miedzi(II).

Innym przykładem niebieskiego hydratu, który zawiera jon miedzi(II), jest sześciowodny azotan(V) miedzi(II) (azotan(V) miedzi(II) – woda (1/6)) ${\text{Cu(NO}}_3{\text{)}}_2{\text{·6 H}}_2\text{O}$. Znane są także pięciowodne, trzywodne oraz dwuwodne hydraty azotanu(V) miedzi(II). W wyniku ogrzewania azotanu(V) miedzi(II) – woda (1/6)) ${\text{Cu(NO}}_3{\text{)}}_2{\text{·6 H}}_2\text{O}$, po uzyskaniu temperatury 25°C, dochodzi do oderwania trzech cząsteczek wody i powstania trzywodnego azotanu(V) miedzi(II) (azotan(V) miedzi(II) – woda (1/3)) ${\text{Cu(NO}}_3{\text{)}}_2{\text{·3 H}}_2\text{O}$. W odróżnieniu od ${\text{CuSO}}_4{\text{·5 H}}_2\text{O}$, dalsze ogrzewanie hydratu azotanu(V) miedzi(II) nie prowadzi do powstania soli bezwodnej. W wyniku ogrzewania do temperatury 80°C z hydratu powstaje azotan(V) triwodorotlenek miedzi(II) ${\text{Cu}}_2{\text{(NO}}_3{\text{)(OH)}}_3$. Podczas dalszego ogrzewania, w temperaturze 180°C, następuje termiczny rozkład związku i powstaje czarny tlenek miedzi(II) $\mathrm{CuO}$.

Zmianę barwy, w trakcie ogrzewania hydratu, można zaobserwować dla sześciowodnego chlorku kobaltu(II) (chlorek kobaltu(II) – woda (1/6)) ${\text{CoCl}}_2{\text{·6 H}}_2\text{O}$. Hydrat ten przyjmuje barwę czerwoną. W trakcie ogrzewania na ściankach probówki skrapla się ciecz oraz następuje zmiana barwy na niebieską. Kolor substancji świadczy o powstaniu bezwodnej soli chlorku kobaltu(II) ${\text{CoCl}}_2$.

Widoczną zmianę obserwuje się w wyniku ogrzewania siedmiowodnego siarczanu(VI) żelaza(II) (siarczan(VI) żelaza(II)-woda (1/7)) ${\text{FeSO}}_4{\text{·7 H}}_2\text{O}$. Hydrat ten ma barwę jasnozieloną. Pod wpływem ogrzewania (w temperaturze 90°C) powstaje siarczan(VI) żelaza(II) - woda (1/1) ${\text{FeSO}}_4{\text{·H}}_2\text{O}$. Całkowite uwolnienie wody następuje po ogrzaniu substancji do temperatury około 330°C – pojawia się biały bezwodny siarczan(VI) żelaza(II) ${\text{FeSO}}_4$.

Należy jednak pamiętać, że nie wszystkie hydraty zmieniają barwę podczas ogrzewania. Przykładem jest bezwodny węglan sodu oraz jego hydraty. Zarówno węglan sodu – woda (1/10) ${\text{Na}}_2{\text{CO}}_3{\text{·10 H}}_2\text{O}$, węglan sodu – woda (1/7) ${\text{Na}}_2{\text{CO}}_3{\text{·7 H}}_2\text{O}$ oraz bezwodna sól ${\text{Na}}_2{\text{CO}}_3$, mają barwę białą.

Słownik

Bibliografia

Bielański A., Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.

Jelińska‑Kazimierczuk M., Megiel E., Teraz matura. Chemia. Vademecum, Warszawa 2018.

Litwin M., Styska‑Wlazło Sz., Szymońska J., To jest chemia 1. Podręcznik dla liceum ogólnokształcącego i technikum. Zakres rozszerzony, Warszawa 2012.