Wie eingangs erwähnt, ist Wasser als Kristallwasser nicht über eine Atombindung bzw. kovalente Bindung an einen anderen Bindungspartnern gebunden, sondern über eine koordinative Bindung oder als Gitterbaustein in Ionen. bzw. Atomgitter “locker” gebunden. Dies zeigt sich daran, das bereits bei “leichtem” Erwärmen das Kristallwasser entweicht. Daher finden wir Wasser in Form von Kristallwasser in alle kristallinen und amorphen “Festkörper”strukturen. Das Kristallwasser als Gitterbaustein den Strukturtyp (Kristalltyp) mitbestimmt, zeigt sich beispielsweise an farblosem, wasserfreien Kupfersulfat und dem blauen, kristallwasserhaltigen Kupfersulfat. Es ist unmöglich, Kristallwasser aus einer Verbindung zu entfernen (durch Erhitzen) ohne das die Kristallstruktur zerstört bzw. verändert wird.

Da Kristallwasser entweder als Gitterbaustein oder koordinativ in die Struktur der Verbindung eingebunden ist, liegt das (Kristall)wasser in einem immer gleichen stöchiometrischen Verhältnis vor. So liegt beispielsweise CuSO4 · 5H2O immer in diesem stöchiometrischen Verhältnis vor. Manchmal spricht man von Kristallen, die Kristallwasser enthalten auch von Hydraten, allerdings ist dieser Begriff in der Chemie nicht geeignet.

Das Kristallwasser hat aber nicht nur Einfluss auf die Gitterstruktur, sondern bedingt durch die Gitterstruktur auch Einfluss auf die chemischen und physikalischen Eigenschaften dieses Stoffes. So steigt beispielsweise bei Zugabe von wasserfreiem Kupfersulfat in Wasser die Wassertemperatur an, während sie bei Zugabe von kristallwasserhaltigem Kupfersulfat abnimmt. Dieses Phänomen kann “leider” nicht verallgemeinert werden, sondern liegt daran, ob das Kristallwasser (aufgrund einer ionischen Wechselwirkung) als Gitterbaustein in die Gitterstruktur eingebunden ist oder einfach nur über in “Dipol-Wechselwirkung” an ein anderes Atom bzw. Ion gebunden ist und keinen Gitterbaustein darstellt (hier sei auf das Kapitel “Lösungsvorgang von Salzen” verwiesen).

Nachfolgend sind die bekanntesten Verbindungen mit Kristallwasser aufgelistet

BezeichnungFormel
Calciumsulfat-DihydratCaSO4 · 2H2O
Citronensäure-MonohydratC3H4OH(COOH)3 · H2O
Cobalt(II)-chlorid-HexahydratCoCl2 · 6H2O
Eisen(II)-sulfat-HeptahydratFeSO4 · 7H2O
Kupfer(II)-sulfat-PentahydratCuSO4 · 5H2O
Magnesiumchlorid-HexahydratMgCl2 · 6H2O
Magnesiumsulfat-HeptahydratMgSO4 · 7H2O
Natriumsulfat-DecahydratNa2SO4 · 10H2O
Natriumacetat-TrihydratNa(CH3COO) · 3 H2O
Natriumcarbonat-DecahydratNa2CO3 · 10H2O

Kristallwasser – Einwaagen berechnen

Im Labor gibt es immer wieder das Problem, dass man bestimmte Mengen an Stoffen abwiegen muss bzw. Lösungen der entsprechenden Stoffe herstellen muss und diese Stoffe kristallwasserhaltig sind. Wiegt man solche kristallwasserhaltigen Stoff ab und will damit eine Lösung mit einer bestimmten Konzentration herstellen, so muss berücksichtigt werden, dass das Kristallwasser der Menge an Lösungsmittel hinzugerechnet werden muss (sofern es sich bei dem Lösungsmittel um Wasser handelt). Man kann also nicht einfach ein Mol kristallwasserhaltigen Stoff verwenden (auf 1 Liter Wasser als Lösungsmittel), wenn man eine Konzentration von 1 mol/L haben will.




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Anorganische Chemie