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[[Datei:Urea&1,6-C6Cl2.png|mini|Clathrat: Struktur einer Einschlussverbindung von Harnstoff und 1,6-Dichlorohexan. Farbschema: Sauerstoff: rot, Stickstoff: blau, Chlor: grün, Kohlenstoff: schwarz, Wasserstoff: weiß.]]
'''Clathrate''' (von {{laS|clatratus|de=vergittert}}; Schreibweise im Deutschen teilweise auch '''Klathrate''') sind [[Einschlussverbindungen]] zweier Stoffe, von denen ein Gastmolekül in ein Gitter oder einen Käfig aus einem Wirtsmolekül eingelagert ist.<ref name="Gold Book">{{Gold Book|clathrates|C01097|Version=2.1.5}}</ref> Sie heißen daher auch ''Käfigeinschlussverbindungen''.<ref name="ROEMPP">{{RömppOnline |ID=RD-03-01985 |Name=Clathrate |Abruf=2013-06-09}}</ref>

Clathrathydrate sind kristalline Feststoffe auf Wasserbasis, die wie Eis aussehen und andere Materialien, sowohl Gase als auch [[Flüssigkeit|Flüssigkeiten]], im Kristallgitter binden beziehungsweise transportieren können. Diese Moleküle sind in den Käfigen aus wasserstoffgebundenen, gefrorenen Wassermolekülen gefangen und halten die Komplexe so stabil.<ref>{{Literatur |Autor=Qasim Khan, Munjed A. Maraqa, Abdel-Mohsen O. Mohamed |Titel=Inland desalination |Sammelwerk=Pollution Assessment for Sustainable Practices in Applied Sciences and Engineering |Verlag=Elsevier |Datum=2021 |ISBN=978-0-12-809582-9 |Seiten=871–918 |DOI=10.1016/b978-0-12-809582-9.00017-7}}</ref>

Einschlussverbindungen in diesen Käfigen bezeichnet man auch als Gashydrate. Bei Clathrathydraten beträgt das [[Stoffmengenverhältnis]] Gas/Wasser meist 8:48, bei großen einzulagernden Gasteilchen auch 6:48. [[Methanhydrat]] entsteht in kalten Meeren in großer Tiefe aus natürlichen Methanquellen. Es ist bei tiefen Temperaturen und hohen Drücken stabil<ref>{{Literatur |Autor=E. Dendy Sloan Jr., Carolyn A. Koh, Carolyn A. Koh |Titel=Clathrate Hydrates of Natural Gases |Auflage=0 |Verlag=CRC Press |Datum=2007 |ISBN=978-0-429-12914-8 |Online=https://www.taylorfrancis.com/books/9781420008494 |Abruf=2023-03-16 |DOI=10.1201/9781420008494}}</ref>. Der industrielle Abbau von Methanhydrat zur Energiegewinnung wird seit langem erwogen, aufgrund der damit verbundenen Risiken einer plötzlichen Freisetzung riesiger Mengen des Treibhausgases [[Methan]] durch eine Destabilisierung der Methanhydratvorkommen am Meeresgrund aber kaum umgesetzt.<ref>[https://taz.de/Methanhydrat-am-Meeresboden/!6002097/ Thomas Nitz: ''Methanhydrat am Meeresboden - Ein zweifelhafter Schatz''], Onlineausgabe der TAZ vom 21. April 2024. (abgerufen am 4. Mai 2025)</ref>

In großen [[Gletscher]]n (z. B. in der [[Antarktis]]) wird Luft (aus dem den Gletscher bildenden Schnee) in einer Tiefe von einigen 100 Metern unter dem dort herrschenden Druck allmählich als Clathrat in das Eis eingebaut.

Außer Wasser können auch einige organische Verbindungen Clathrate bilden, zum Beispiel bildet [[Hydrochinon]] mit [[Argon]] eine Einschlussverbindung im Verhältnis 3:1. In organische Verbindungen lassen sich auch reaktivere Gase wie [[Halogenwasserstoffe]] oder [[Schwefelwasserstoff]] einlagern.

Zu unterscheiden sind Clathrate von [[Einlagerungsmischkristall]]en, von Verbindungen von [[Metalle]]n mit [[Nichtmetalle]]n sowie von [[Komplexverbindung]]en, welche echte chemische Verbindungen sind.

== Technische Anwendung ==
Clathrate werden technisch in der [[Harnstoff-Extraktiv-Kristallisation]] genutzt. Diese dient zur selektiven Abtrennung von ''n''-Paraffinen aus ''iso''-Paraffin-, Aromaten-, Naphthen- und ''n''-Paraffingemischen ([[Kerosin]]). Der Harnstoff bildet während der Kristallisation Kanäle mit einem Durchmesser von 0,53 Nanometer. Nur ''n''-Paraffine können in diese kleinen Kanäle eindringen und dort gebunden werden. Bei 75 °C löst sich der Harnstoffkristall in Wasser wieder auf, und die ''n''-Paraffine werden freigegeben.

== Einzelnachweise ==
<references />

{{Normdaten|TYP=s|GND=4134530-7}}

[[Kategorie:Chemikaliengruppe]]
[[Kategorie:Einschlussverbindung]]

Clathrate - Versionsgeschichte

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