Hidratar

Los hidratos son sales inorgánicas que contienen moléculas de agua combinadas en una proporción definida como parte integral del cristal ^{[ 1} ] ^, las cuales están unidas a un centro metálico o han cristalizado con el complejo metálico. También se dice que estos hidratos contienen agua de cristalización o agua de hidratación . Si el agua es agua pesada, cuyo hidrógeno constituyente es el isótopo deuterio , entonces se puede usar el término deuterado en lugar de hidrato . ^{[ 2 ] [ 3 ]}

Un ejemplo llamativo es el cloruro de cobalto(II) , que cambia de azul a rojo al hidratarse y, por lo tanto, puede utilizarse como indicador de agua.

La notación " compuesto hidratado ⋅ n H ₂ O ", donde n es el número de moléculas de agua por unidad de fórmula de la sal, se usa comúnmente para mostrar que una sal está hidratada. n suele ser un entero bajo , aunque es posible que aparezcan valores fraccionarios. Por ejemplo, en un monohidrato n  =  1, y en un hexahidrato n  =  6. Los prefijos numéricos, en su mayoría de origen griego, son: ^{[ 4 ]}

Un hidrato que ha perdido agua se denomina anhídrido ; el agua restante, si la hay, solo puede eliminarse mediante un calentamiento muy intenso. Una sustancia que no contiene agua se denomina anhidra . Algunos compuestos anhidros se hidratan con tanta facilidad que se consideran higroscópicos y se utilizan como agentes desecantes .

En química orgánica, un hidrato es un compuesto formado por la hidratación, es decir, "Adición de agua o de los elementos del agua (es decir, H y OH) a una entidad molecular". ^{[ 5 ]} Por ejemplo: el etanol , CH ₃ −CH ₂ −OH , es el producto de la reacción de hidratación del eteno , CH ₂ =CH ₂ , formado por la adición de H a un C y OH al otro C, y por lo tanto puede considerarse como el hidrato de eteno. Una molécula de agua puede eliminarse, por ejemplo, por la acción del ácido sulfúrico . Otro ejemplo es el hidrato de cloral , CCl ₃ −CH(OH) ₂ , que puede formarse por reacción de agua con cloral , CCl ₃ −CH=O .

Muchas moléculas orgánicas e inorgánicas forman cristales que incorporan agua a su estructura cristalina sin alteración química de la molécula orgánica ( agua de cristalización ). El azúcar trehalosa , por ejemplo, existe tanto en forma anhidra ( punto de fusión 203  °C) como dihidratada (punto de fusión 97  °C). Los cristales de proteínas suelen tener hasta un 50 % de contenido de agua.

Las moléculas también se denominan hidratos por razones históricas no mencionadas anteriormente. La glucosa , C ₆ H ₁₂ O ₆ , se consideró originalmente como C ₆ (H ₂ O) ₆ y se describió como un carbohidrato .

La formación de hidratos es común en los principios activos . Muchos procesos de fabricación propician la formación de hidratos, y el estado de hidratación puede variar con la humedad ambiental y el tiempo. El estado de hidratación de un principio activo farmacéutico puede afectar significativamente su solubilidad y velocidad de disolución, y por lo tanto, su biodisponibilidad . ^{[ 6 ]}

Los hidratos de clatrato (también conocidos como hidratos de gas, clatratos de gas, etc.) son hielo de agua con moléculas de gas atrapadas en su interior; son una forma de clatrato . Un ejemplo importante es el hidrato de metano (también conocido como hidrato de gas, clatrato de metano, etc.).

Las moléculas no polares, como el metano, pueden formar hidratos de clatrato con agua, especialmente a alta presión. Si bien no existe enlace de hidrógeno entre el agua y las moléculas huésped cuando el metano es la molécula huésped del clatrato, a menudo se forman enlaces de hidrógeno huésped-anfitrión cuando la molécula huésped es una molécula orgánica más grande, como el tetrahidrofurano . En tales casos, los enlaces de hidrógeno huésped-anfitrión dan lugar a la formación de defectos de Bjerrum de tipo L en la red del clatrato. ^{[ 7 ] [ 8 ]}