Klatrátový hydrát
krystalická látka obsahující molekuly uzavřené v mřížce ledu / From Wikipedia, the free encyclopedia
Klatrátové hydráty nebo hydráty plynů jsou krystalické pevné látky fyzicky připomínající led. Od ledu se liší tím, že jsou v nich zachyceny malé nepolární molekuly (typicky plyny) nebo polární molekuly s velkými hydrofobními funkčními skupinami, kolem nichž se vytvoří „klece“ z molekul vody vázaných vodíkovými můstky.[1][2] Klatrátové hydráty jsou tedy klatrátové sloučeniny, ve kterých hostitelskou molekulou je voda v tuhém skupenství a hostující molekulou je typicky plynná nebo kapalná látka. Bez podpory zachycených molekul by se struktura matrice klatrátových hydrátů zhroutila do konvenční struktury ledových krystalů nebo kapalné vody. Při vhodných teplotách a tlacích tvoří klatráty většina plynů s nízkou molekulovou hmotností, včetně O2, H2, N2, CO2, CH4, Ar, Kr a Xe, a některé vyšší uhlovodíky a freony. Klatrátové hydráty nejsou chemickými sloučeninami, protože "uvězněné" hostující molekuly nejsou chemicky vázány na hostitelskou matrici. Klatrátové hydráty se tvoří a rozkládají při fázovém přechodu prvního řádu, nikoli chemickou reakcí. Detailní mechanismy jejich tvorby a rozkladu na molekulární úrovni nejsou dosud dobře pochopeny.[3][4] Klatrátový hydrát poprvé zdokumentoval v roce 1811 sir Humphry Davy, který zjistil jednak, že led obsahující chlór taje při výrazně vyšší teplotě než čistý led, a jednak, že za vhodné teploty a tlaku tvoří voda trojrozměrnou matrici, ve které se zachytávají molekuly metanu - klatrátový hydrát metanu.[2]