Kjemiske forbindelser som inneholder kjemisk bundet vann. Opptrer ofte for ulike typer av salter.
Notasjon
Hydratvannet, ofte betegnet krystallvann, føyes til formelen for den vannfrie forbindelsen. Eksempler: alun KAl(SO4)2 · 12H2O; og gips CaSO4 · 2H2O. Også forbindelser som ammoniakk NH3 og svovelsyre, H2SO4, danner hydrater: NH3 · H2O, og H2SO4 · 2H2O. Felles for disse hydratene er et veldefinert vanninnhold per formelenhet.
Oppbygging
Vannmolekylene er bundet enten gjennom elektrostative krefter mellom kationene og vannets negative oksygenatomer (ion–dipolbinding), ved koordinative kovalente bindinger mellom vannmolekylenes oksygenatomer og kationet, eller gjennom hydrogenbindinger mellom vannmolekylene og anioner i det hydratiserte stoffet. Oftest er krystallstrukturen for et vannfritt salt og dets hydrater vesentlig forskjellig. Derimot hos aluminiumsilikater og -fosfater, de såkalte zeolitter, befinner vannet seg i form av en fast løsning i de åpne kanalene i krystallgitterets anionskjelett. Dette vanninnholdet kan endres innen visse grenser uten at krystallstrukturen ødelegges. Slikt zeolittisk bundet vann finner man også hos enkelte salter og i visse leirmineraler.
Egenskaper
Siden hydratvannet er innebygd i krystallgitteret, kan vanninnholdet vanligvis ikke observeres visuelt. Ved oppvarming avgir hydrater vanndamp. Til enhver temperatur svarer et bestemt vanndamptrykk som kan måles hvis opphetningen foretas i et evakuert, lukket kar, forsynt med et manometer. Noen hydrater avgir vannet ved å ligge i luft i alminnelig temperatur. Dette er f.eks. tilfellet med krystallsoda og glaubersalt. Man sier at saltene forvitrer. Alle hydrater som ved en gitt temperatur har et større vanndamptrykk enn vanndampen i den omgivende luften, vil forvitre. Omvendt vil alle hydrater med et vanndamptrykk som er mindre enn det for den omgivende atmosfære, ta opp vann fra atmosfæren. Slike salter sies å være hygroskopiske.
Andre hydrater avgir vannet først ved oppvarming. Et eksempel er gips som avgir en del av sitt hydratvann ved litt over 100 °C (brent gips), mens fullstendig avgivelse først skjer ved oppvarming til 190 °C.
Ett og samme vannfrie salt kan danne flere hydrater. Av kobber(II)sulfat, CuSO4, avledes f.eks. tre hydrater: CuSO4 · 5H2O, CuSO4 · 3H2O og CuSO4 · H2O, hvert med sin bestemte krystallstruktur og sitt karakteristiske vanndamptrykk. I CuSO4 · 5H2O er fire vannmolekyler bundet til kobberionet, det femte til sulfationet ved hydrogenbinding. Formelen kunne derfor heller skrives Cu(H2O)4SO4 · H2O.
Mange stoffer som foreligger i særlig fint fordelt tilstand, f.eks. som kolloidale fellinger, vil ofte inneholde store og ubestemte mengder vann i absorbert form. Både silisiumdioksid, tinndioksid og flere andre metalloksider kan felles ut i form av gelatinøse, vannholdige oksidhydrater med ubestemt vanninnhold: SiO2 · nH2O, SnO2 · nH2O osv.
Hygroskopiske stoffer kan benyttes som tørkemiddel. Ved opptak av vann kan hydrater dannes. Zeolitter vil ta opp vann i kanalene. I andre tilfeller gir reaksjon med fuktighet andre produkter, f.eks. gir fosforpentoksid fosforsyre. Ved reaksjon mellom f.eks. kalsiumoksid og vann dannes kalsiumhydroksid: CaO + H2O = Ca(OH)2. Tidligere benyttede betegnelser som kalsiumoksidhydrat eller kalkhydrat på produkter er direkte feil, selv om det ved oppvarming avgir vann. (Se også karbohydrater.)