Aigua de cristal·lització

De Viquipèdia
Dreceres ràpides: navegació, cerca

En cristal·lografia, aigua de cristal·lització o aigua d'hidratació és l'aigua que es troba a l'interior dels cristalls. Sovint cal aigua per a la formació dels cristalls.[1] En alguns contexts, l'aigua de cristal·lització és el pes total de l'aigua en una substància a una temperatura donada i principalment es presenta en una relació definida(estequiometria). De forma clàssica l'"aigua de cristal·lització" es refereix a l'aigua que es troba en la xarxa cristal·lina d'un complex metàl·lic o una sal, la qual no està enllaçada directament a un catió de metall.

Per cristal·lització des de l'aigua o solvents humits, molts compostos químics incorporen molècules d'aigua en la seva xarxa cristal·lina. L'aigua de cristal·lització generalment es pot treure per escalfament d'una mostra però les propietats cristal·lines així sovint es perden.

Comparades amb les sals inorgàniques les proteïnes cristal·litzen amb grans quantitats d'aigua en la xarxa del cristall. Un contingut d'aigua del 50% no és rar.

Nomenclatura[modifica | modifica el codi]

En la fórmula molecular la seva aigua de cristal·lització es pot designar de diverses maneres:

  • "compost hidrós (hydrous compound)nH2O" o "compost hidrós (hydrous compound)×nH2O"
Aquesta notació es fa servir quan el compost només conté aigua de xarxa (lattice water) o quan l'estructura del cristal és indeterminada. Per exemple, Clorur de calci: CaCl2·2H2O
  • "Compost hidrós (hydrous compound)(H2O)n"
Un hidrat amb aigua coordinada. per exemple, clorur de zinc: ZnCl2(H2O)4
  • Ambdues notacions es poden combinar com per exemple en el sulfat de coure(II): [Cu(H2O)4]SO4·H2O

Posició en l'estructura del cristall[modifica | modifica el codi]

Una sal amb aigua associada de cristal·lització es coneix com un hidrat (Hydrate). L'estructura dels hidrats pot ser força elaborada per l'existència d'enllaços d'hidrogen que defineixen estructures polimèriques.[2] [3] Històricament les estructures de molts hidrats eren desconegudes i es feia servir el "*" n la fórmula d'un hidrat per indicar la composició sense indicar com s'enllaça la seva aigua. Exemples:

  • CuSO4•5H2O - sulfat de coure(II) pentahidrat
  • CoCl2•6H2O - clorur de cobalt(II) hexahidratat
  • SnCl2•2H2O - clorur d'estany(II) dihidratat

ls cristall del ja esmentat sulfat de coure(II) hidratat consten de centres [Cu(H2O)4]2+ enllaçats a ions SO42−. L'aigua de cristal·litzacó s'estabilitza per atraccions electrostàtiques, com a conseqüència els hidrats són comuns per a sals que contenen cations +2 i +3com també anions −2.


Altres solvents decristal·lització[modifica | modifica el codi]

Tots els solvents es poden trobar en alguns cristalls. Laigua és el més notable perquè és reactiva, mentre altres solvents com el benzè es consideren químicament inocus. De vegades es troben en els cristalls més d'un solvent. En anàlisi química és comú i convencional assecar una mostra combinat el buit i la calor fins a un "pes constant."


Taula de l'aigua de cristal·lització en alguns halurs inorgànics[modifica | modifica el codi]

A la taula de sota s'indiquen el nombre de molècules d'aigua per metall en diverses sals.[4][5]

Fórmula d'
halur metàl·lics hidratats
Coordinació
esfera del metall
equivalents
d'aigua de
cristal·lització que
no estan enllaçats a M
Observacions
VCl3(H2O)6 trans-[VCl2(H2O)4]+ dos
VBr3(H2O)6 trans-[VBr2(H2O)4]+ dos els bromurs i
els clorurs són normalment
similars
VI3(H2O)6 [V(H2O)6]3+ cap el iodur comptetix
poc amb l'aigua
CrCl3(H2O)6 trans-[CrCl2(H2O)4]+ dos isòmer verd fosc
CrCl3(H2O)6 [CrCl(H2O)5]2+ un isòmer verd blavós
CrCl2(H2O)4 trans-[CrCl2(H2O)4] cap molecular
CrCl3(H2O)6 [Cr(H2O)6]3+ cap isòmer viola
MnCl2(H2O)6 trans-[MnCl2(H2O)4] dos
MnCl2(H2O)4 cis-[MnCl2(H2O)4] cap cis
molecular
MnBr2(H2O)4 cis-[MnBr2(H2O)4] cap cis
molecular
MnCl2(H2O)2 trans-[MnCl4(H2O)2] none polimèric amb
clorur bridging
MnBr2(H2O)2 trans-[MnBr4(H2O)2] cap polimèric amb
bromur bridging
FeCl2(H2O)6 trans-[FeCl2(H2O)4] dos
FeCl2(H2O)4 trans-[FeCl2(H2O)4] cap molecular
FeBr2(H2O)4 trans-[FeBr2(H2O)4] cap molecular
FeCl2(H2O)2 trans-[FeCl4(H2O)2] cap polimèric amb
clorur bridging
CoCl2(H2O)6 trans-[CoCl2(H2O)4] dos
CoBr2(H2O)6 trans-[CoBr2(H2O)4] dos
CoBr2(H2O)4 trans-[CoBr2(H2O)4] cap molecular
CoCl2(H2O)4 cis-[CoCl2(H2O)4] cap cis
molecular
CoCl2(H2O)2 trans-[CoCl4(H2O)2] cap polimèric amb
clorur bridging
CoBr2(H2O)2 trans-[CoBr4(H2O)2] cap polimèric amb
bromur bridging
NiCl2(H2O)6 trans-[NiCl2(H2O)4] dos
NiCl2(H2O)4 cis-[NiCl2(H2O)4] cap cis
molecular
Bromur de níquel(II) NiBr2(H2O)6]] trans-[NiBr2(H2O)4] dos
Clorur de níquel(II) NiCl2(H2O)2]] trans-[NiCl4(H2O)2] cap polimèric amb clorur bridging
Clorur de coure(II) CuCl2(H2O)2]] [CuCl4(H2O)2]2 cap tetragonal
Bromur de coure(II)|CuBr2(H2O)4]] [CuBr4(H2O)2]n dos tetragonal

Vegeu també[modifica | modifica el codi]

Referències[modifica | modifica el codi]

  1. Plantilla:Greenwood&Earnshaw2nd
  2. Yonghui Wang et al. "Novel Hydrogen-Bonded Three-Dimensional Networks Encapsulating One-Dimensional Covalent Chains: ..." Inorg. Chem., 2002, 41 (24), pp. 6351–6357. doi:10.1021/ic025915o
  3. Carmen R. Maldonadoa, Miguel Quirós and J.M. Salas: "Formation of 2D water morphologies in the lattice of the salt..." Inorganic Chemistry Communications Volume 13, Issue 3, March 2010, p. 399–403; doi:10.1016/j.inoche.2009.12.033
  4. K. Waizumi, H. Masuda, H. Ohtaki, "X-ray structural studies of FeBr24H2O, CoBr24H2O, NiCl2 4H2O, and CuBr24H2O. cis/trans Selectivity in transition metal(I1) dihalide Tetrahydrate" Inorganica Chimica Acta, 1992 volume 192, pages 173–181.
  5. B. Morosin "An X-ray diffraction study on nickel(II) chloride dihydrate" Acta Cryst. 1967. volume 23, pp. 630-634. doi:10.1107/S0365110X67003305