Hidrato de gas

Os hidratos de gas, tamén chamados clatratos de gas ou hidratos clatratos son sólidos baseados na auga cristalinos, que lembran fisicamente ao xeo, nos cales pequenas moléculas non polares (tipicamente gases) ou moléculas polares con grandes residuos hidrófobos están atrapadas dentro de estruturas con forma de "gaiolas" feitas de moléculas conxeladas de auga unidas por pontes de hidróxeno. Por tanto, trátase de clatratos nos cales a molécula hospedadora é a auga e a molécula hospedada é un gas ou un líquido. Cando o gas atrapado é o metano, denomínanse clatratos de metano, que son moi abondosos. Sen o soporte das moléculas atrapadas, o retículo da estrutura cristalina do hidrato de gas (ou hidrto clatrato) colapsaría orixinando unha estrutura cristalina de xeo convencional ou auga líquida. A maioría dos gases de baixo peso molecular, como o O₂, H₂, N₂, CO₂, CH₄, H₂S, Ar, Kr, e Xe, ou algúns hidrocarburos maiores e freóns, poden formar hidratos ás temperaturas e presións axeitadas. Os hidratos clatratos ou hidratos de gas non son considerados oficialmente compostos químicos, xa que as moléculas que están secuestradas no seu interior nunca están enlazadas á retícula cristalina. A formación e descomposición de hidratos de gas non son reaccións químicas senón transicións de fase de primeira orde. Os seus mecanismos de formación e descomposición detallados a nivel molecular aínda non se comprenden ben.^[1][2] Os hidratos clatratos foron documentados por primeira vez en 1810 por Sir Humphry Davy, que atopou que a auga era un compoñente primario do que se pensaba inicialmente que era cloro solidificado.^[3][4]

Os clatratos aparecen na natureza en grandes cantidades. Estímase que nos depósitos de clatratos de metano do fondo oceánico profundo están atrapadas unhas 6,4×10¹² toneladas de metano.^[5] Ditos depósitos poden atoparse por exemplo na plataforma continental norueguesa. Os clatratos tamén abundan no permafrost, como por exemplo no delta do río Mackenzie no noroeste do Ártico canadense. Estes hidratos de gas natural considéranse unha vasta reserva de fontes de enerxía, pero polo momento non existen métodos de extracción rendibles. Os clatratos de hidrocarburos causan problemas á industria do petróleo, porque poden formarse no interior dos oleodutos, o que pode chegar a entupir o conduto. Propúxose que realizar o depósito no océano profundo de clatraro de dióxido de carbono sería un bo método para eliminar este gas de efecto invernadoiro da atmosfera para así controlar o cambio climático.

Pénsase que os clatratos aparecen en grandes cantidades nalgúns planetas exteriores, satélites naturais e obxectos transneptunianos, e atrapan gas a temperaturas bastante altas.

1. ↑ Gao S; House W; Chapman WG (2005). "NMR MRI Study of Gas Hydrate Mechanisms". The journal of physical chemistry. B (American Chemical Society) 109 (41): 19090–19093. PMID 16853461. doi:10.1021/jp052071w. Consultado o August 3, 2009. 
2. ↑ Gao S; Chapman WG; House W (2005). "NMR and Viscosity Investigation of Clathrate Formation and Dissociation". Ind.Eng.Chem.Res. (Americal Chemical Society) 44 (19): 7373–7379. doi:10.1021/ie050464b. Consultado o August 3, 2009. 
3. ↑ Michael Faraday (November 2004). On Hydrate of Chlorine. Quarterly Journal of Science. Consultado o 20 March 2014. 
4. ↑ Ellen Thomas (November 2004). "Clathrates: little known components of the global carbon cycle". Wesleyan University. Consultado o 13 December 2007. 
5. ↑ Buffett, B.; Archer, D. (2004). "Global inventory of methane clathrate: sensitivity to changes in the deep ocean". Earth Planet. Sci. Lett.: 185–199. doi:10.1016/j.epsl.2004.09.005.