Composti idrati: caratteristiche, nomi e esempi
I composti idrati sono caratterizzati dalla presenza di un numero specifico di molecole di acqua associate a ogni unità chimica. Questa acqua, che può essere facilmente eliminata mediante riscaldamento, è conosciuta come acqua di cristallizzazione. Un esempio è il cloruro di cobalto (CoCl2), che può manifestarsi sotto forma di cristalli blu come anidro, o sotto forma di cristalli rosa come idrato, in cui ogni molecola di cloruro di cobalto è circondata da sei molecole d’acqua con la formula CoCl2∙ 6 H2O.
In generale, questi composti presentano un’affinità verso un numero specifico di molecole d’acqua, e per indicare questa quantità si utilizzano prefissi come semi-, mono-, di-, tri-, tetra-, penta-, esa-, epta-, otta-, nona-, deca- undeca- e dodeca-.
A titolo esemplificativo, alcuni composti idrati includono il solfato di calcio semiidrato CaSO4∙ ½ H2O, il nitrato di mercurio (II) monoidrato Hg(NO3)2∙ H2O, il cloruro di calcio diidrato CaCl2∙ 2 H2O e l’acetato di sodio triidrato CH3COONa ∙ 3 H2O.
Un’importante considerazione riguarda i sali semiidrati come il CaSO4∙ ½ H2O, che in realtà presentano due molecole di sale per ogni molecola di acqua, quindi possono essere scritti anche come 2 CaSO4∙ H2O.
Offrendo una prospettiva più ampia, è interessante evidenziare che molti composti ionici tendono ad associarsi con un numero specifico di molecole d’acqua a causa di fattori energetici e aspetti termodinamici. I sali, ad esempio, sono più stabili quando organizzati in strutture cristalline, con un’entropia inferiore rispetto a un solido amorfo.
Gli idrati sono quindi termodinamicamente più stabili dei composti anidri; questi ultimi, esposti all’aria, assorbono rapidamente acqua, portando alla formazione di cristalli ordinati. Inoltre, i composti ionici anidri tendono ad assorbire acqua dall’ambiente sotto forma di vapore, risultando altamente igroscopici.
In termini pratici, è consigliabile utilizzare un sale idrato stabile all’aria piuttosto che un sale anidro in fase di preparazione di una soluzione, poiché la composizione di quest’ultimo può variare e influenzare il peso molecolare. Pertanto, l’uso di sali idrati conosciuti per composizione e peso molecolare stabile risulta preferibile in ambito di laboratorio.
Riscoprendo l’importanza dei composti idrati, emerge chiaramente come essi siano soggetti a processi termodinamici e abbiano un ruolo significativo nelle applicazioni pratiche e nell’ambito della chimica in generale.