當無機鹽的種類壹定、溫度壹定時,結晶水的數量主要由環境中水的蒸汽壓決定。例如,恒溫 25℃,硫酸銅在水的蒸氣壓小於 107 Pa 的環境中不會形成水合物。當環境中水的蒸氣壓達到 107Pa 時,開始形成壹水合物,無水硫酸銅晶體及其壹水合物晶體 **** 存在。如果水的蒸氣壓略高於 107 帕,只要有足夠的時間,所有無水硫酸銅晶體都會轉化為其壹水物;反之,如果水的蒸氣壓低於 107 帕,所有壹水物都會失去結晶水。顯然,化合物中的結晶水與環境中的水蒸氣處於動態平衡狀態。
增加水的蒸氣壓,當達到 747Pa 時,開始形成具有三個結晶水的水合物,此時壹水硫酸銅和三水硫酸銅的平衡****。繼續增加水的蒸氣壓,壹水合物將不再存在。當增加到 1,040 Pa 時開始出現五水合物,此時五水合物和三水合物****。當水的蒸汽壓高於 1 040 Pa 時,體系中只存在壹種五水合物晶體。
當溫度升高時,水分子的動能增大,結晶水突破晶格束縛的趨勢增大,回到晶格的趨勢減小,因此硫酸銅的結晶水數量會減少。為了維持壹定數量的結晶水,要求體系中水的蒸汽壓較高。從表 2-6 可以看出,為了維持硫酸銅處於水合物狀態,在 25 ℃ 時只需要 107~747 Pa 的水蒸氣壓,而在 50 ℃ 時則需要 600~4 120 Pa。反過來,如果想通過生成結晶水的方法 "吸收 "體系中的水分,從而達到去除水分的目的,溫度越低越好。溫度越低越好。因為生成相同數量的結晶水,在較低的溫度下可以使體系中的水蒸氣壓低壹點,即體系中殘留的自由水分子少壹點。
這不僅與陽離子有關,還與陰離子有關,溫度也有關系,既結晶水合物的穩定性,如SO4^2--有時有結晶水,如膽礬,有時無結晶水,如明礬。
K+壹般不帶結晶水,Na+常帶結晶水,如其碳酸鹽,鹽的結晶水數與溫度有關,低於34℃時,帶10個結晶水,多以無水鹽的形式從飽和溶液中析出。膽堿在很寬的溫度範圍內都很穩定,所以在很寬的溫度範圍內,用 5 個結晶水就可以從飽和溶液中析出。
註:水合結晶之所以純凈,是因為每個分子攜帶的水分子數相同,分子的組成固定,分子與水的作用力強,可將水合分子視為新分子。如膽礬CuSO?-5H?O,從化學式上看,有CuSO?和H?O,似乎是壹種混合物,殊不知CuSO?和H?O並不是簡單的混合物,而是兩者之間存在著強烈的相互作用,按照壹定的質量比合成了CuSO?+5H?O=CuSO?-5H?O)變成了新物質--膽礬,因此CuSO?-A膽礬,所以CuSO?-5H?O是純凈的。