EAU Propriétés physico-chimiques
Les hydrates cristallisés
L' eau donne d'innombrables hydrates cristallisés à température ambiante que l'on peut diviser en hydrates à eau de coordination, hydrates supérieurs, hydrates de gaz et hydrates labiles.
Hydrates de coordination et hydrates supérieurs
Chaîne complexe et structure de l'eau dans un hydrate
Encyclopædia Universalis France
Dans la bischofite MgCl2,6 H2O, les molécules d'eau s'orientent octaédriquement autour de l'ion Mg2+ par interaction ion-dipôle, pour former l'ion complexe [Mg(H2O)6]2+. Avec Ni2+, on obtient le même type d'ion, mais l'eau, par effet sur les électrons d de Ni2+, stabilise l'ion formé (effet de ligandes). Dans LiClO4,3 H2O, chaque ion Li+ est entouré d'un antiprisme de six molécules d'eau ; il y a des files Li, 3 H2O, Li, 3 H2O et ClO4, ClO4,... parallèles. Dans les hydrates inférieurs, le cation est entouré partiellement d'eau et partiellement d'anions (CuCl2, 4 H2O). Dans les hydrates supérieurs, le cation est entièrement entouré d'eau et des molécules d'eau supplémentaires raccordent par liaisons H le cation hydraté aux anions (NiSO4, 7 H2O). Dans les hydrates d'acides forts, l'eau est coordinée au proton (ions H3O+ et H5O2+ du monohydrate et du dihydrate de l'acide perchlorique). L'acide oxalique, faible, donne un dihydrate par liaisons hydrogène.
Hydrates de gaz et anesthésie
L'eau donne des hydrates avec les gaz argon, méthane, hémioxyde d'azote, dioxyde de carbone, etc. L'hydrate de chlore dit à 6 molécules d'eau qui en est le prototype est en réalité à 5,75 H2O. L'eau y prend une configuration spéciale et forme des cages qui piègent les petites molécules : 46 H2O groupées piègent 8 Cl2 ou 8 Ar, etc., 136 H2O groupées autrement piègent 16 molécules de chloroforme (hydrates à 17 H2O, ). Linus Pauling a expliqué l'action anesthésique de composés tels que l'oxyde nitreux, le dioxyde de carbone et le chloroforme ainsi que des gaz rares (agents non formateurs de liaisons H) par la cristallisation de leurs hydrates. Les microcristaux formés abaissent la conductivité électrique du réseau nerveux. Il y a diminution concomitante de l'énergie des oscillations électriques qui caractérisent l'état conscient et, de ce fait, perte de connaissance. C'est aussi de cette façon que l'on pourrait expliquer l'hibernation (formation de cristaux d'hydrates de gaz par diminution de la température).
Hydrates labiles
Les zéolites naturelles ou artificielles, échangeurs d'ions minéraux et tamis moléculaires, forment des cages dans lesquelles l'eau est piégée. Ce sont des alumino-silicates. Le zéolite « A » Na12[(AlO2)12(SiO2)12]peut capter 27 H2O qu'il perd progressivement quand la température augmente.
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Écrit par
- Antoine POTIER : professeur à la faculté des sciences et techniques du Languedoc
Classification
Médias
Eau : propriétés
Encyclopædia Universalis France
Stabilité et électrolyse
Encyclopædia Universalis France
Molécule d'eau et cristal de glace
Encyclopædia Universalis France
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