Kristallwasser - LinkFang.de





Kristallwasser


Kristallwasser oder auch Hydratwasser ist die Bezeichnung für Wasser, das im kristallinen Festkörper gebunden vorkommt. Kristallwasserhaltige Substanzen werden auch als Hydrate bezeichnet.[1]

Grundlagen: Koordinationswasser, Strukturwasser

Wassermoleküle können koordinativ an Ionen gebunden sein (Koordinationswasser, z. B. beim Kupfersulfat), als Strukturwasser über Wasserstoffbrückenbindungen an Moleküle gebunden vorliegen, oder – wie bei den Mineralen der Zeolithgruppe – nicht am Kristallgitter beteiligt sein. Am vielfältigsten sind die Bindungsverhältnisse des Wassers in Proteinkristallen.

Das Kristallwasser ist meist nur locker gebunden und entweicht beim Erhitzen, was beim Kupfersulfat zur Entfärbung, bei anderen Substanzen sogar zur Auflösung im eigenen Kristallwasser führen kann.

Nomenklatur

Hydrate und Anhydrate

So gibt es z. B. kristallwasserfreies Natriumsulfat Na2SO4 und das Decahydrat (Glaubersalz) mit 10 (altgr.: deca = zehn) Wassermolekülen pro Formeleinheit Na2SO4. Die Bindung wird durch einen hochgestellten Punkt (manchmal auch ein x) symbolisiert, diese Schreibweise gibt aber keine Auskunft über die Art der Bindung: Na2SO4 · 10 H2O.

Die kristallwasserfreien Salze werden Anhydrate genannt (z. B. Natriumsulfat-Anhydrat, Kupfersulfat-Anhydrat, nicht zu verwechseln mit Anhydrid und Anhydrit). Anhydrate sind meist stark hygroskopische Substanzen und werden daher zum Trocknen von Lösungsmitteln und Gasen benutzt.

Bei der Bildung der Hydrate wird dann Energie in Form von Hydratationswärme frei – das ist die Energie, die beim Dehydratieren (darum: ‚Brennen‘) zugeführt werden muss.

Abgrenzung von Gashydraten

Gashydrate (wie Methaneis), sind eigentlich keine Hydrate, sondern Einschlussverbindungen (Klathrate).[2] Hier sind die Gase in den Struktur-Hohlräumen von kristallinem Wasser eingelagert, man spricht dabei nicht von Kristallwasser, da die Wassermoleküle selber die Struktur erzeugen. Die eingeschlossenen Atome oder Moleküle sind wie in einem Käfig in der Struktur gefangen, daher auch der Name Käfigverbindungen. Beim Schmelzen des Wassers werden die Gase dann wieder freigesetzt.

Arzneistoffe und andere Organika

Arzneistoffe und andere Organika sind oft basisch und werden als Hydrohalogenide eingesetzt. In einigen Fällen kristallisieren die Hydrohalogenide zugleich als Hydrate. Beispiele: Tirofiban und Ziprasidon. Estradiol-Hemihydrat ist ein weiteres Beispiel für einen Arzneistoff.

Technische Anwendungen

Technisch nutzt man das Vermögen des Gipses, das durch Erhitzen (Brennen) teilweise oder ganz verlorene Kristallwasser beim Anrühren mit Wasser wieder aufzunehmen und dabei zu erhärten. Bei Erhitzen des Dihydrats CaSO4 · 2 H2O auf etwa 110 °C entsteht gebrannter Gips (Halbhydrat bzw. Hemihydrat genannt, CaSO4 · ½ H2O), bei 130 bis 160 °C Stuckgips (Gemisch aus viel Halbhydrat und wenig Anhydrit).

Anhydrit kommt auch als Mineral in Salzlagerstätten vor und besteht aus kristallwasserfreiem Calciumsulfat (CaSO4). Eine weitere technische Anwendung ist das Versetzen des Trockenmittels Kieselgel mit Cobaltchlorid, welches im kristallwasserfreien Zustand blau und im kristallwasserhaltigen rosa gefärbt ist. Bei solchermaßen behandeltem Kieselgel zeigt die rosa Verfärbung an, dass das Kieselgel keine weitere Feuchtigkeit mehr aufnehmen kann und daher durch Erhitzen regeneriert werden muss.

Salzhydrate können als Wärmespeicher dienen. Dabei wird das Hydrat geschmolzen und die Wärme kann gespeichert werden. Bei Bedarf reagiert es wieder zu einem Hydrat und gibt dabei Wärme ab. Nach diesem Prinzip funktionieren:

Einzelnachweise

  1. Brockhaus ABC Chemie, VEB F. A. Brockhaus Verlag Leipzig 1965, S. 746–747.
  2. Brockhaus ABC Chemie, VEB F. A. Brockhaus Verlag Leipzig 1965, S. 456.

Kategorien: Wasser (Hydrologie) | Chemische Bindung | Mineralogie

Quelle: Wikipedia - http://de.wikipedia.org/wiki/Kristallwasser (Vollständige Liste der Autoren des Textes [Versionsgeschichte])    Lizenz: CC-by-sa-3.0

Änderungen: Alle Bilder mit den meisten Bildunterschriften wurden entfernt. Ebenso alle zu nicht-existierenden Artikeln/Kategorien gehenden internen Wikipedia-Links (Bsp. Portal-Links, Redlinks, Bearbeiten-Links). Entfernung von Navigationsframes, Geo & Normdaten, Mediadateien, gesprochene Versionen, z.T. ID&Class-Namen, Style von Div-Containern, Metadaten, Vorlagen, wie lesenwerte Artikel. Ansonsten sind keine Inhaltsänderungen vorgenommen worden. Weiterhin kann es durch die maschinelle Bearbeitung des Inhalts zu Fehlern gerade in der Darstellung kommen. Darum würden wir jeden Besucher unserer Seite darum bitten uns diese Fehler über den Support mittels einer Nachricht mit Link zu melden. Vielen Dank!

Stand der Informationen: August 201& - Wichtiger Hinweis: Da die Inhalte maschinell von Wikipedia übernommen wurden, ist eine manuelle Überprüfung nicht möglich. Somit garantiert LinkFang.de nicht die Richtigkeit und Aktualität der übernommenen Inhalte. Sollten die Informationen mittlerweile fehlerhaft sein, bitten wir Sie darum uns per Support oder E-Mail zu kontaktieren. Wir werden uns dann innerhalb von spätestens 10 Tagen um Ihr Anliegen kümmern. Auch ohne Anliegen erfolgt mindestens alle drei Monate ein Update der gesamten Inhalte.