在化学中，水合反应是一种化学反应，其中物质与水结合。在有机化学中，将水加入到不饱和底物中，该底物通常是烯烃或炔烃。这种类型的反应在工业上用于生产乙醇，异丙醇和2- 丁醇。

环氧化物到乙二醇

的数十亿公斤乙二醇由水合每年生产环氧乙烷，环状化合物也被称为环氧乙烷：

• C ₂ H ₄ O + H ₂ O→HO-CH ₂ CH ₂ -OH

通常使用酸催化剂。^[2]

Alkenes 

对于烯烃的水合作用，反应的一般化学方程式如下：

• RRCH = CH ₂在H ₂ O /酸→RRCH（-OH）-CH _3中

甲羟基基团（OH ^- ）附着到双键的一个碳和质子（H ⁺）增加了双键的其它碳。该反应是高度放热的。在第一步中，根据马尔科夫尼科夫的统治，烯烃充当亲核试剂并攻击质子。在第二步中，H ₂ O 分子与另一个更高取代的碳键合。此时的氧原子具有三个键并带有正电荷（即，该分子是氧鎓）。另一个水分子出现并占据额外的质子。该反应倾向于产生许多不希望的副产物（例如在产生乙醇的过程中的二乙醚），并且在此描述的简单形式对于醇的生产不被认为是非常有用的。

采取了两种方法。传统上，烯烃用硫酸处理，得到烷基硫酸酯。在乙醇生产的情况下，可以写下这一步骤：

• H ₂ SO ₄ + C ₂ H ₄ →C ₂ H ₅ -O-SO ₃ H.

随后，将该硫酸酯水解以再生硫酸并释放乙醇：

• C ₂ H ₅ -O-SO ₃ H + H ₂ O→H ₂ SO ₄ + C ₂ H ₅ OH

这两步路线称为“间接过程”。

在“直接法”中，酸使烯烃质子化，水与该初始碳阳离子反应生成醇。直接过程更受欢迎，因为它更简单。酸催化剂包括磷酸和几种固体酸。^[1] 这里是1-甲基环己烯与1-甲基环己醇水合的示例反应机理：

许多替代途径可用于生产醇，包括硼氢化 - 氧化反应，氧合还原反应，Mukaiyama水合，酮和醛的还原以及作为生物方法发酵。

其他基质的水合

任何不饱和的有机化合物都易于水合。乙炔水合物生成乙醛：^[3]该过程通常依赖于汞催化剂，并已在西方停产，但仍在中国实施。Hg ²⁺中心与C≡C三键结合，然后被水攻击。反应是：

• H ₂ O + C ₂ H ₂ →CH ₃ CHO

腈类经过水合作用得到酰胺：

• H ₂ O + RCN→RC（O）NH ₂

该反应用于生产丙烯酰胺。

醛和某种程度上甚至是酮，水合成孪生二醇。该反应对甲醛特别重要，甲醛在水存在下显着地以二羟基甲烷存在。

概念上类似的反应包括加氢胺化和加氢烷氧基化，其涉及向烯烃中加入胺和醇。

无机和材料化学

水合作用是许多其他应用中的重要过程; 一个例子是通过水诱导的氧化钙和硅酸盐的交联来生产波特兰水泥。水合作用是干燥剂发挥作用的过程。