Гидратация

ГИДРАТАЦИЯ (от греческого υδωρ - вода), процессы взаимодействия молекул воды с молекулами, ионами или атомами. Осуществляется в растворах, твёрдой и (реже) газовой фазах. Приводит к образованию новых химических соединений (гидроксидов, твёрдых гидратов и пр.) либо к возникновению ассоциатов постоянного или переменного состава, в которых частицы вещества окружены дипольными молекулами воды (например, газовых гидратов, в водных растворах - аквакомплексов, гидратированных ионов); гидратация при растворении в воде - частный случай сольватации. Гидратацией  также называются реакции присоединения гидроксигруппы и водорода по кратным связям молекулы органического соединения или по концам разорвавшейся связи в циклическом фрагменте.

Гидратация  обусловлена донорно-акцепторным, диполь-дипольным, ион-дипольным и другими типами взаимодействия, образованием водородных или координационных связей. Ион-дипольным взаимодействием, например, обусловлена гидратация ионов, и энергия гидратации увеличивается с уменьшением радиуса иона и увеличением его заряда. Гидратация  ионов, на которые распадается растворяемое вещество в водных растворах, в значительной степени определяет его способность к электролитической диссоциации. При растворении большинства ионных соединений в воде гидратация ионов компенсирует энергетические затраты на разрушение кристаллической решётки. При кристаллизации растворов соединений с ионной структурой часто выделяются кристаллогидраты, содержащие гидратированные ионы. Для большинства сильных кислот гидратация протона приводит к образованию иона гидроксония Н₃О⁺ (так, моногидрат серной кислоты - ионное соединение состава H₃О⁺HSО₄). Дальнейшая гидратация Н₃О⁺ приводит к образованию катионов Н₅О₂,Н₇О⁺₃, Н₉О⁺₄.

Процессы гидратации используются в промышленности и лабораторной практике (например, для получения кислородсодержащих кислот из оксидов, спиртов из алкенов, карбонильных соединений из алкинов, для осушения газообразных и жидких веществ с использованием СаСl₂, СаО, Р₂О₅, концентрированной Н₂SO₄ и других осушителей), в гидрометаллургии и пр. гидратация влияет на физико-химические процессы, происходящие в водных растворах, а также на многие биологические процессы (активность ферментов, транспорт ионов через клеточные мембраны, процессы обмена веществ и пр.). Смотри также Вода.

Лит.: Цундель Г. Гидратация и межмолекулярное взаимодействие. М., 1972.