Sali idrati: formule, esempi

I sali idrati sono sali inorganici che inglobano le molecole d’acqua subendo un cambiamento nella loro struttura cristallina. Ogni sale idrato contiene un determinato numero di molecole di acqua che determinano la struttura del cristallo. L’acqua inglobata è perciò detta acqua di cristallizzazione.

A seguito di un aumento di temperatura, diminuzione di pressione  o a contatto con un agente essiccante i sali idrati perdono l’acqua di cristallizzazione trasformandosi in sali anidri. Questo è un processo reversibile a volte accompagnato da una variazione di colore.
Ad esempio il solfato di rame pentaidrato è blu mentre quello anidro è bianco.

Esempi

Esempi di composti idrati sono:

• CoCl₂ 6 H₂O cloruro di cobalto esaidrato
• BeSO₂ ⋅ 4 H₂O solfato di berillio tetraidrato
• Na₂B₄O₇ ⋅ 10 H₂O tetraborato di sodio decaidrato noto come borace
• MgSO₄ 7 H₂O solfato di magnesio eptaidrato noto come sale inglese
• Na₂CO₃ 10 H₂O carbonato di sodio decaidrato noto come soda

Composti di coordinazione

In molti casi per i sali contenenti cationi di metalli di transizione le molecole di acqua si legano tramite un legame di coordinazione. Ciò è dovuto alla presenza di orbitali liberi che possono essere riempiti da una molecola come l’acqua che presenta un doppietto elettronico solitario che funge da legante.

Il caso più noto è quello del solfato di rame pentaidrato CuSO₄· 5 H₂O in cui 4 molecole di acqua sono legate allo ione rame mentre la quinta molecola di acqua è legata allo ione solfato presumibilmente tramite legame a idrogeno.

Formula di un composto idrato

Per conoscere la formula di un sale idrato ovvero il numero di molecole di acqua inglobate si sottopone a riscaldamento una massa nota di sale. Dopo l’allontanamento dell’acqua si determina, per differenza, la massa della specie anidra. Dividendo per la massa molare  si può facilmente determinare la formula.

Ad esempio sapendo che la massa del perclorato di litio idrato LiClO₄ ·n H₂O è di 7.21 g e quella del sale anidro è di 4.78 g si procede determinando la massa di acqua:

massa di acqua = 7.21 – 4.78 = 2.43 g
moli di acqua = 2.43 g /18.01 g/mol = 0.135
moli di LiClO₄ = 4.78 g /106.39 g/mol = 0.0449
Si divide per il numero più piccolo:
0.0499/0.0499 = 1
0.135/0.0449 = 3

Pertanto la formula è LiClO₄ ·3 H₂O

Percentuale di acqua in un sale idrato

La determinazione della percentuale di acqua in un sale idrato si calcola conoscendo del sale idrato e quella di acqua. Dalla differenza si ottiene la massa di acqua persa. Dividendo la massa dell’acqua persa per la massa originale di sale idrato utilizzato e moltiplicando per 100 si ottiene la percentuale di acqua presente.

Ad esempio se un campione di sale idrato ha la massa di 1.00 g e quella del sale anidro è di 0.639 g la percentuale di acqua è pari a:

% H₂O = 0.639 · 100/ 1.00 = 63.9