Tabla de Contenidos
Zunächst einmal bedeutet der Begriff „wasserfrei“ „ohne Wasser“. Wasserfreie Verbindungen sind daher Verbindungen, die keine Wasserelemente enthalten. Wasserfreie Verbindungen existieren in allen drei Formen: fest, flüssig und gasförmig. Sie werden für verschiedene Zwecke verwendet, hauptsächlich zur Durchführung bestimmter chemischer Reaktionen, bei denen kein Wasser benötigt wird.
Definition von wasserfreie Verbindung
Wasserfreie Verbindungen werden als Verbindungen definiert, die kein Wasser enthalten. Andererseits wird der Begriff wasserfrei häufig für eine kristalline Substanz verwendet, nachdem das Kristallwasser entfernt wurde. Diese Verbindungen liegen in fester, flüssiger oder gasförmiger Form vor.
In der Natur gibt es viele hydratisierte Substanzen, das heißt, sie bestehen aus einer bestimmten Menge an Wassermolekülen. Um zu einer wasserfreien Verbindung zu werden, werden diese Wassermoleküle im Allgemeinen durch Hitze oder mittels Vakuum entfernt.
Eine wasserfreie Verbindung hat die Fähigkeit, Umgebungswasser aufzusaugen, weshalb sie häufig als Trockenmittel, auch Trockenmittel genannt, verwendet wird. Einige Beispiele sind Kieselgelpackungen, die in einigen Konsumgütern zu finden sind, und Luftentfeuchterbeutel, die in Kleiderschränken verwendet werden.
Wir verwenden einige Lösungsmittel im wasserfreien Zustand für bestimmte Reaktionen, bei denen kein Wasser erforderlich ist, oder mit anderen Worten, um die Produktion bestimmter unerwünschter Produkte zu vermeiden. Manchmal können sie einfach durch Erhitzen der Verbindung synthetisiert werden. In anderen Fällen müssen Sie es in Gegenwart eines Materials kochen, das Feuchtigkeit aus der Luft aufnimmt, z. B. hygroskopisches Material.
Beispiele für wasserfreie Verbindungen
Wasserfreie Verbindungen können in bekannten Substanzen enthalten sein, aber es ist sehr wahrscheinlich, dass wir von den meisten noch nicht einmal gehört haben. Sehen wir uns einige Beispiele an:
- Wir kennen die Formel für Essigsäure, die CH 3 COOH ist. Wenn die Wassermoleküle von den beiden Essigsäuremolekülen entfernt werden, ist das Ergebnis Essigsäureanhydrid: CH 3 COOCOCH 3 . Essigsäureanhydrid dient als Acetylierungsmittel, also zur Einführung von Acetylgruppen durch eine chemische Reaktion. Es wird auch zur Herstellung von Celluloseacetat, Kunststoffen oder Fasern verwendet.
- Das von uns verwendete Kochsalz ist als wasserfreies Natriumchlorid, also NaCl, bekannt.
- Wenn wir Kupfer(II)sulfat-Pentahydrat, dh CuSO 4 ⋅5H 2 O, erhitzen, erhalten wir Kupfersulfat in seiner wasserfreien Form, dh CuSO 4 .
Andere Beispiele für wasserfreie Verbindungen sind:
- Natriumsulfat Na 2 SO 4
- Natriumcarbonat Na 2 CO 3
- Natriumtetraborat NaB 4 O 7
- Calciumchlorid CaCl 2
- Calciumnitrat Ca(NO 2 ) 2
- Calciumsulfat CaSO 4
- Kupfer(II)chlorid CuCl 2
- Bernsteinsäureanhydrid C₄H₄O₃
- Maleinsäureanhydrid C 4 H 2 O 3
wasserfreie Verbindungen
Einige wasserfreie Materialien gelten als wasserreaktive Materialien, was bedeutet, dass sie eine große Menge Wärme freisetzen können, was wiederum eine Druck- oder chemische Explosion verursachen kann. Wasserfreie Materialien unterscheiden sich jedoch von Anhydriden. Ein Anhydrid ist eine mit Wasser reagierende Verbindung, die in Verbindung mit Wasser eine Säure oder Base ergibt. Anhydride reagieren irreversibel mit den Sauerstoff-Wasserstoff-Bindungen in Wasser, um neue Verbindungen zu bilden, während wasserfreie Verbindungen einfach reversible Addukte mit Wassermolekülen bilden.
Wenn eine Substanz, die selbst keine Säure oder Base ist, solchen Substanzen ausgesetzt wird, wird sie in eine ähnliche umgewandelt. Dies bedeutet jedoch nicht, dass Wasser (z. B. aus einem Feuerwehrschlauch) hinzugefügt werden muss. Viele Anhydride reagieren leicht mit Feuchtigkeit in der Umgebung und sogar mit Wasser in der Haut oder Lunge.
Die Reaktion von wasserfreien Verbindungen mit Wasser ist normalerweise heftig und exotherm (dh es wird viel Wärmeenergie freigesetzt). Hier sind einige Beispiele für Anhydride und ihre Reaktionsprodukte mit Wasser:
- Schwefeltrioxid SO 3 (g) + Wasser H 2 O (l) = Schwefelsäure H 2 SO 4 (aq).
- Bariumoxid BaO (s) + Wasser H 2 O (l) = Bariumhydroxid Ba(OH) 2 (aq)
Wasserreaktive Substanzen
Eine wasserfreie Verbindung kann bei Kontakt mit Wasser gefährlich werden. Dies liegt an den chemischen Reaktionen, die sie bei Kontakt durchlaufen. Diese Reaktion kann ein Gas freisetzen, das brennbar ist oder eine toxische Gesundheitsgefahr darstellt. Außerdem reicht die durch den Kontakt von Wasser mit diesen Materialien erzeugte Wärme oft aus, um eine spontane Entzündung oder Explosion des Artikels zu verursachen.
Vereinfacht ausgedrückt sind Stoffe, die mit Wasser reagieren, nicht damit verträglich.
Andererseits und gemäß dem UN-Klassifizierungssystem werden gefährliche Materialien im nassen Zustand als R2 und DOT-Gefahrenklasse 4.3 unter 49 CFR klassifiziert. Daher sind für den Transport, die Lagerung und die Verwendung dieser Materialien besondere Vorsichtsmaßnahmen, Kennzeichnungen und eine angemessene Schulung erforderlich.
Einige Beispiele für Chemikalien, die mit Wasser reagieren, sind Alkalimetalle, Erdalkalimetalle, Anhydride, bestimmte Carbide, Hydride, Natriumhydrosulfit und andere ähnliche Chemikalien.
Quellen
- Trockenmittel . Universität Barcelona.
- JHH, Carlos. (2018). Gefährliche chemische Reaktionen von Wasser mit Alkalimetallen .
- Vereinte Nationen. (nd). Gemeinsames Kodierungssystem der Vereinten Nationen .
- Chemie. (nd). wasserfrei .
- Ich bin dein Lehrer. (2016). Oxide und Anhydride | anorganische Formulierung
- 49 CFR Teile 300-399