漫谈脱水_科普之友

脱水是中学化学中常见的一种变化，它通常是指某物质失去一个或多个水分子的变化。例如，浓硫酸具有脱水性就是指浓硫酸能使纸、布、木、皮肤等失水炭化而腐蚀的性质。但脱水分布较广，涉及到具体反应较多。在复习时，常会相互混淆。
　　
　　一般来说，物质脱水主要有两种形式，一是物质本身中含有水或含有结晶水，在外界影响下失去水分子或结晶水，如生石膏（CuSO4·2H2O）脱水形成熟石膏（2CuSO4·H2O），碳酸钠晶体的风化等。
　　
　　二是物质本身不含水或结晶水，在外界影响下失去水分子。这类物质都含有羟基（—OH），复习时不妨从羟基入手理解物质脱水的本质。
　　
　　如果物质中同一原子上存在着两个或两个以上羟基，那么，这些羟基间往往容易相互结合成水分子而使物质脱水。例如，H4SiO4结构式是HO—Si—OH，分子内两个羟基间脱水形成H2SiO3（HO—Si—OH），也可以通过分子间脱水形成H6Si2O7（HO—Si—O—Si—OH），继续脱水，直
　　
　　至全部形成—O—Si—O—键，形成SiO2的晶体。H2CO3由于碳原子比硅原子半径小，羟基间靠得较近，因此，羟基间的脱水更容易。从而难以形成H4CO4且H2CO3更易脱水成为CO2。硝酸与磷酸的分子通式不同也是同理。
　　
　　碱与含氧酸具有相似的结构，都有羟基。因此，多元弱碱也会因羟基间的脱水而形成氧化物，如Cu（OH）2不稳定易脱水成氧化铜，两性物质Al（OH）3则可表示为酸式：HAlO2·H2O来理解其为何呈一元弱酸性，其碱式易脱水成氧化铝（Al2O3）。具有稳定性质的多元醇，其多个羟基必不在同一碳原子上，如CHCl3充分水解则得不到CH（OH）3，而是脱水后成为HCOOH。
　　
　　因为含有羟基，脱水成为醇的特征反应。例如，在浓硫酸作用下，乙醇分子间的两羟基能发生分子间脱水或乙醇的羟基和相邻碳原子上的氢原子发生分子内脱水。显然，羟基间的脱水更容易发生，因此，醇分子间脱水的反应条件就要比发生分子内脱水低。同样，二元醇要比单元醇更易发生分子内脱水形成环醚。
　　
　　有机含氧酸因为分子内有羟基，因此也能发生分子间脱水和分子内脱水。例如，乙酸在浓硫酸作用下就能发生分子间脱水形成乙酸酐（CH3COCCH3），甲酸在浓硫酸作用下能发生分子内脱水形成一氧化碳（CO）。
　　
　　含氧酸与醇类物质在浓硫酸作用下，羟基间发生分子间脱水形成酯。例如，乙酸和乙醇制乙酸乙酯，硝酸和甘油制硝酸甘油酯等。
　　
　　因为脱水变化其产物含有水，因此，脱水反应条件往往要用到浓硫酸等强吸水性物质。而脱水与水解具有一定的可逆性，因此，水解反应常需要稀硫酸或碱溶液作为反应条件，水解产物及断键方式都可从脱水的逆过程进行分析。