Hydraatio

Hydraatio on ilmiö, jossa vesimolekyylit sitoutuvat toiseen aineeseen. Se kattaa sekä kemiallisen hydratisoitumisen, jossa veden molekyylit muodostavat sidoksia kohdeyhdisteeseen, että yleisen veden sitoutumisen aineeseen liittyvissä prosesseissa. Hydraatio on keskeinen sekä kemiassa että fysiikassa sekä biologiassa.

Kemiallisessa hydratisoitumisessa vesimolekyylit koordinoituvat ioneihin tai molekyyleihin muodostaen hydratoituneen ympäristön. Ioniin ympärillä muodostuu hydrataatiosiltoja: sisäkuori ja ulkokuori. Hydrataatioenergia mittaa, kuinka paljon energiaa vapautuu tai sitoutuu, kun ioneja solvatoidaan.

Hydraitiksi kutsutaan yhdisteitä, joissa vesimolekyylit ovat kiinteästi sitoutuneina yhdisteeseen, esimerkiksi CuSO4·5H2O tai CaSO4·2H2O. Lämpötilan tai paineen muutokset voivat aiheuttaa veden poistumisen (dehydration) tai uudelleen sitoutumisen, ja hydratoituminen vaikuttaa esimerkiksi mineraalien, polymerien ja muiden materiaalien ominaisuuksiin.

Biologiassa solujen vesitasapaino ja hydratoituminen ovat olennaisia. Vesi osallistuu aineenvaihduntaan, mahdollistaa solukalvon läpäisevyyden sekä ylläpitää solujen turgoria ja tilannenopeutta. Nestetasapainoa säädetään juomisen, virtsaamisen ja haihtumisen kautta.

Käytännön sovelluksissa hydratoitumista tarkastellaan lääketieteessä nesteytyksen suhteen, geologiassa mineraalien hydratoitumisena, sekä materiaalitieteessä sementin hydrataationa ja kosteudenhallintana. Hydraatio on yleisesti sekä tutkittu että sovellettava ilmiö monilla aloilla.