Гидратация

(от греч. Hydor-вода), присоединение воды к молекулам, атомам или ионам. Может осуществляться без разрушения или с разрушением молекул воды. Г. Без разрушения молекул воды приводит к гидратам. Обусловлена электростатич. И ван-дер-ваальсовым взаимодействиями, координационными и иногда водородными связями. Г. В растворе-частный случай сольватации. Наиб. Изучена Г. Ионов в р-рах электролитов. Энтальпии Г. Одно-, двух- и трехзарядных катионов, отсчитанные от их стандартных состояний в вакууме, имеют порядок соотв. - 400, - 1500 и - 3000 кДж/моль. Первичной Г. Наз. Взаимод. Ионов только с соседними молекулами воды, вторичной - с более отдаленными. Координац. Числа первичной Г, изменяются от 4 (Be3+) до 8-9 (La3+ и ионы лантаноидов). Концентрация р-ра, при к-рой вся вода расходуется на образование только первичных гидратов, наз.

Границей полной Г. Экспериментально определяют только суммарные термодинамич. Характеристики Г. Катионов и анионов, образующих соли. Эти величины относят к переходу ионов из вакуума в р-р. Разделить их на составляющие для отдельных ионов можно лишь приблизительно. Точность теоретич. Расчетов энергии Г. Ионов квантово-хим. И др. Методами в Наиб. Благоприятных случаях составляет неск. Процентов. Г. Молекул в р-рах изучена недостаточно. Энтальпии Г. Молекул, отсчитанные, как и для ионов, от их стандартных состояний в вакууме, содержат вклад, обусловленный влиянием молекул растворенного в-ва на водородные связи между молекулами воды, и обычно не превышают неск. Десятков кДж/моль. Г.-важный фактор, обусловливающий р-римость в-в в воде, электролитич.

Диссоциацию, распределение в-в между фазами в многокомпонентных системах, содержащих воду, кинетику и равновесие р-ций в водных р-рах, образование кристаллогидратов (см. Также Растворы неэлектролитов, Растворы электролитов, Гидраты). Г. С разрушением молекул воды широко распространена в неорг. И орг. Химии. Г. Оксидов элементов приводит в зависимости от их природы к образованию щелочей, к-т или амфотерных гидроксидов. Эта р-ция-основа мн. Пром. Процессов, напр. Получения серной и азотной к-т, твердения вяжущих материалов (при этом происходит также образование кристаллогидратов). С .И. Дракин. Г. Орг. Соед. Обычно осуществляется в р-рах в присут. Щелочных или кислотных катализаторов, а в паровой фазе при повыш. Т-рах и давлениях в присут., напр., фосфатов Сu, Zn, Cd, оксидов W, А12 О 3 с разл.

Добавками. Широко изучена Г. Олефинов. Присоединение воды по двойным связям олефинов в присут. Сильных неорг. К-т, часто вместе с солями ртути, реализуется по правилу Марковникова и приводит к вторичным и третичным спиртам. Первая стадия р-ции - медленное присоединение протона по двойной связи с образованием карбкатиона, к-рый затем быстро реагирует с анионом ОН -. По такому же механизму происходит Г. Ацетиленов, приводящая к карбонильным соед. (см. Также Кучерова реакция). Щелочная Г. Нитрилов до амидов осуществляется по нуклеоф. Механизму. По этому же механизму гидратируются соед., содержащие электроноакцепторные заместители (хлораль, мезоксалевая к-та, гексафторацетон) и ,ненасыщенные карбонильные соединения. Г. Лактамов и лактонов с раскрытием цикла может осуществляться по нуклеоф.

И электроф. Механизмам аналогично гидролизу сложных эфиров и амидов. Г. Непредельных углеводородов-важнейшая стадия во мн. Процессах переработки нефтяного сырья, попутных и прир. Газов. Г. Используется в пром-сти для получения, напр., этанола из этилена, изопропанола из пропилена, ацетальдегида и ацетона из ацетилена, этиленгликоля из этиленоксида, уксусной к-ты и ее ангидрида из кетена. Г.-одна из стадий синтеза карбоновых к-т из олефинов. См. Также Дегидратация. Лит. Креетов Г. А., Термодинамика ионных процессов в растворах, 2 изд., Л., 1984. .