Menghidrasi senyawa kimia

Hidrat, setiap senyawa yang mengandung air dalam bentuk H ₂ molekul O, biasanya, tetapi tidak selalu, dengan kandungan yang pasti air berat. Hidrat yang paling terkenal adalah padatan kristalin yang kehilangan struktur fundamentalnya setelah menghilangkan air yang terikat. Pengecualian untuk ini adalah zeolit ​​(mineral aluminium silikat atau analog sintetiknya yang mengandung air dalam jumlah yang tidak terbatas) serta mineral lempung yang serupa, tanah liat tertentu, dan oksida logam, yang memiliki proporsi air yang bervariasi dalam bentuk terhidrasi; zeolit ​​kehilangan dan mendapatkan kembali air secara reversibel dengan sedikit atau tanpa perubahan struktur.

Zat yang secara spontan menyerap air dari udara untuk membentuk hidrat dikenal sebagai higroskopis atau deliquescent, sedangkan hidrat yang kehilangan apa yang disebut air hidrasi atau air kristalisasi untuk membentuk zat yang tidak terhidrasi (anhidrat) dikenal sebagai efflorescent. Dalam banyak kasus, pengambilan dan kehilangan air (dengan memanaskan, menurunkan tekanan, atau cara lain) adalah proses yang dapat dibalikkan, terkadang disertai dengan perubahan warna. Misalnya, vitriol biru, atau tembaga sulfat pentahidrat (CuSO ₄ ∙ 5H ₂ O), berwarna biru, tembaga sulfat trihidrat (CuSO ₄ ∙ 3H ₂ O) berwarna biru, dan tembaga sulfat anhidrat (CuSO ₄) berwarna putih.

Contoh hidrat lainnya adalah garam Glauber (sodium sulfate decahydrate, Na ₂ SO ₄ ∙ 10H ₂ O); soda pencuci (sodium carbonate decahydrate, Na ₂ CO ₃ ∙ 10H ₂ O); boraks (sodium tetraborate decahydrate, Na ₂ B ₄ O ₇ ∙ 10H ₂ O); sulfat yang dikenal sebagai vitriol (misalnya, garam Epsom, MgSO ₄ ∙ 7H ₂ O); dan garam ganda yang dikenal secara kolektif sebagai tawas (M ⁺ ₂ SO ₄ ∙ M ⁺³ ₂ (SO ₄) ₃ ∙ 24H ₂ O, di mana M ⁺ adalah kation monopositif, seperti K ⁺ atau NH4 ⁺, dan M ³⁺ adalah kation tripositif, seperti Al ³⁺ atau Cr ³⁺).

Dalam banyak kasus, hidrat adalah senyawa koordinasi. CuSO ₄ ∙ 5H ₂ O sebenarnya [Cu (H ₂ O) ₄] SO ₄ ∙ 4H ₂ O; empat molekul air hidrasi dikoordinasikan dengan ion tembaga, sedangkan molekul air kelima terkait dengan ion sulfat, mungkin oleh ikatan hidrogen. Demikian pula, MgSO ₄ ∙ 7H ₂ O sebenarnya [Mg (H ₂ O) ₆] SO ₄ ∙ 4H ₂ O. Studi difraksi sinar-X telah menunjukkan bahwa hidrat berilium sulfat (BeSO ₄ ∙ 4H ₂ O) dan hidrat berilium nitrat (Be (NO ₃) ₂ ∙ 4H ₂ O) keduanya mengandung ion kompleks tetrahedral [Be (H ₂ O) ₄] ⁴⁺.

Sejumlah gas — terutama gas mulia dan gas hidrokarbon sederhana seperti metana, etana, propana, dan asetilena, serta klorin dan karbon dioksida — membentuk hidrat kristalin yang disebut senyawa klatrat pada suhu dan tekanan yang relatif rendah. Kristal klathrat memiliki struktur di mana molekul air membentuk kerangka kerja yang dipegang longgar mengelilingi molekul gas. Metana hidrat ditemukan dalam jumlah besar di bawah dasar laut dan lapisan es di darat. Dipercayai bahwa ada lebih banyak bahan bakar dalam hidrat metana bawah laut daripada cadangan batubara, gas alam, dan minyak dunia. Ada juga kekhawatiran bahwa perubahan iklim dapat menyebabkan metana hidrat terurai dan melepaskan metana mereka, yang akan memperburuk masalah perubahan iklim, karena metana adalah gas rumah kaca yang lebih efektif daripada karbon dioksida.