Какво е безводно съединение?

Като за начало, терминът „безводен“ означава „без вода“. Следователно безводните съединения са съединения, които не съдържат водни елементи. Безводните съединения съществуват във всичките три форми: твърдо, течно и газообразно. Те се използват за различни цели, като основната е за извършване на определени химични реакции, при които не е необходима вода.

Дефиниция на безводно съединение

Безводните съединения се определят като съединения, които не съдържат вода. От друга страна, терминът безводен често се прилага за кристално вещество, след като водата от кристализацията е била отстранена. Тези съединения съществуват в твърда, течна или газообразна форма.

В природата има много хидратирани вещества, тоест те са изградени от определено количество водни молекули. За да се превърнат в безводно съединение, тези водни молекули обикновено се отстраняват чрез топлина или с помощта на вакуум.

Безводното съединение има способността да абсорбира околната вода, поради което те често се използват като изсушаващи агенти, известни също като десиканти. Някои примери са пакети със силикагел, намиращи се в някои потребителски стоки и торбички за изсушител, използвани в гардеробите за дрехи.

Ние използваме някои разтворители в безводно състояние за определени реакции, при които не е необходима вода или, с други думи, за да избегнем производството на определени нежелани продукти. Понякога те могат да бъдат синтезирани просто чрез нагряване на съединението. Друг път трябва да го варите в присъствието на материал, който абсорбира влагата от въздуха, като например хигроскопичен материал.

Примери за безводни съединения

Безводните съединения могат да присъстват в известни вещества, но е много вероятно дори да не сме чували за повечето от тях. Да видим някои примери:

• Знаем формулата на оцетната киселина, която е _CH3COOH . Когато водните молекули се отстранят от двете молекули на оцетната киселина, резултатът е оцетен анхидрид: CH ₃ COOCOCH ₃ . Оцетният анхидрид се използва като ацетилиращ агент, тоест за въвеждане на ацетилови групи чрез химическа реакция. Използва се и за производството на целулозен ацетат, пластмаси или влакна.
• Обикновената сол, която използваме, е известна като безводен натриев хлорид, тоест NaCl.
• Когато загряваме меден (II) сулфат пентахидрат, т.е. CuSO ₄ ⋅5H ₂ O, получаваме меден сулфат в неговата безводна форма, т.е. CuSO ₄ .

Други примери за безводни съединения са:

• Натриев сулфат Na ₂ SO ₄
• Натриев карбонат Na ₂ CO ₃
• Натриев тетраборат NaB ₄ O ₇
• Калциев хлорид _CaCl2
• Калциев нитрат Ca(NO ₂ ) ₂
• Калциев сулфат CaSO ₄
• Меден (II) хлорид _CuCl2
• янтарен анхидрид C₄H₄O3
• Малеинов анхидрид C ₄ H ₂ O ₃

безводни съединения

Някои безводни материали се считат за материали, реагиращи на вода, което означава, че могат да отделят голямо количество топлина, което от своя страна може да причини налягане или химическа експлозия. Безводните материали обаче се различават от анхидридите. Анхидридът е съединение, реагиращо с вода, което, когато се комбинира с вода, дава киселина или основа. Анхидридите реагират необратимо с кислородно-водородните връзки във водата, за да образуват нови съединения, докато безводните съединения просто образуват обратими адукти с водни молекули.

Когато вещество, което само по себе си не е киселина или основа, е изложено на вещества от това естество, то се трансформира в подобно. Това обаче не означава, че трябва да се добави вода (например от противопожарен маркуч). Много анхидриди реагират лесно с влагата в околната среда и дори с водата в кожата или белите дробове.

Реакцията на безводни съединения с вода обикновено е бурна и екзотермична (т.е. отделя се много топлинна енергия). Ето някои примери за анхидриди и техните реакционни продукти с вода:

• Серен триоксид SO ₃ (g) + вода H ₂ O (l) = сярна киселина H ₂ SO ₄ (aq).
• Бариев оксид BaO (s) + вода H ₂ O (l) = бариев хидроксид Ba(OH) ₂ (aq)

вещества, реагиращи с вода

Безводното съединение може да стане опасно при контакт с вода. Това се дължи на химичните реакции, на които се подлагат при контакт. Тази реакция може да освободи газ, който е запалим или представлява токсичен риск за здравето. Освен това топлината, генерирана от контакта на вода с тези материали, често е достатъчна, за да причини спонтанно запалване или експлозия на предмета.

По-просто казано, веществата, които реагират с водата, не са съвместими с нея.

От друга страна, и съгласно системата за класификация на ООН, опасните материали, когато са мокри, се класифицират като R2 и DOT клас на опасност 4.3 съгласно 49 CFR. Следователно са необходими специални предпазни мерки, етикетиране и подходящо обучение за транспортиране, съхранение и използване на тези материали.

Някои примери за химикали, които реагират с вода, са алкални метали, алкалоземни метали, анхидриди, някои карбиди, хидриди, натриев хидросулфит и други подобни химикали.

Източници

• Изсушаващи агенти . Университет на Барселона.
• JHH, Карлос. (2018). Опасни химични реакции на вода с алкални метали .
• Обединените нации. (nd). Обща система за кодиране на ООН .
• химиопедия. (nd). безводен .
• Аз съм твой учител. (2016). Оксиди и анхидриди | неорганична формулировка
• 49 CFR части 300-399