Primeri hidrolize (soli, kisline, baze, organske C.)

The hidrolizo, v kemiji je reakcija dvojne razgradnje z vodo kot enim od reaktantov. Če je spojina predstavljena s formulo AB, v kateri sta A in B atomi ali skupine in je voda predstavljena s formulo HOH, lahko reakcijo hidrolize predstavimo z reverzibilno kemijsko enačbo: AB + HOH H AH + BOH.

Reagenti, ki niso voda in proizvodi hidrolize, so lahko nevtralne molekule - kot pri večini hidrolize, ki vključujejo organske spojine - ali ionske molekule, kot pri hidrolizi soli, kislin in baz \ t.

V biotehnologiji in živih organizmih so te snovi pogosto polimeri (Encyclopædia Britannica, 2016).

Beseda izhaja iz hidro, grške za vodo in lize, kar pomeni "razvezati". Hidroliza pomeni ločevanje kemikalij, ko se dodajajo vodi.

Tri glavne vrste hidrolize so hidroliza soli, hidroliza kislin in hidroliza baz.

Indeks

• 1 Hidroliza soli
• 2 Hidroliza kislin
• 3 Osnovna hidroliza
• 4 Hidroliza organskih spojin
• 5 Primeri hidrolize
• 6 Reference

Hidroliza soli

V vodi se soli ločijo in tvorijo ione (popolnoma ali nepopolno, odvisno od posamezne konstante topnosti, Ks).

Hidrolizo, ki vključuje ionske spojine, lahko ponazorimo s kemijskimi spremembami, ki se pojavijo v vodni raztopini natrijeve acetatne soli.

V raztopini se ločijo ionske sestavine soli (acetatni ion in natrijev ion). Molekule vode združimo z acetatnimi ioni, da dobimo ocetno kislino in hidroksidne ione.

CH₃COONa + H₂O → CH₃COOH + Na⁺ + OH^-

Ocetna kislina reverzibilno disociira na acetatne ione in vodikove ione, vendar le v zelo majhnem obsegu, tako da je vsebnost ionov v raztopini večinoma natrijeve in hidroksidne ione. Zato ima rešitev osnovne lastnosti (npr. Spremembe v lakmusov papir od rdeče do modre)..

Drug primer hidrolize soli je natrijev klorid, ki v vodni raztopini lomi ionske vezi soli, ki je solvatirana z vodo, kot je prikazano na sliki 1 (Patrina Kim, 2015)..

Slika 1: hidroliza natrijevega klorida

Kisla hidroliza

Voda lahko deluje kot kislina ali baza na podlagi teorije kisline Brønsted-Lowry. Če deluje kot Bronsted-Lowryjeva kislina, bo vodna molekula podarila proton (H +), ki je prav tako napisan kot hidronijev ion (H3O). ⁺).

Če deluje kot baza Bronsted-Lowry, bi sprejela proton (H ⁺). Reakcija kisle hidrolize je zelo podobna reakciji disociacije kisline.

CH₃COOH + H₂O. CH₃COO^- + H₃O⁺

V prejšnji reakciji je proton H⁺ ocetne kisline (CH₃COOH) dajemo vodi, da dobimo H₃O⁺ in CH₃COO^- . Povezave med H⁺ in CH₃COO^- lomijo z dodajanjem vodnih molekul.

Reakcija s CH₃COOH, šibka kislina, je podobna reakciji disociacije kisline in voda tvori konjugatno bazo in hidronijev ion. Ko hidroliziramo šibko kislino, proizvedemo hidronijev ion (Illustrated Glossary of Organic Chemistry, S.F.).

Osnovna hidroliza

Osnovna reakcija hidrolize bo podobna bazni disociacijski reakciji. Skupna šibka podlaga, ki se disociira v vodi, je amoniak:

NH₃+H₂O⇌NH₄⁺+OH^-

Pri hidrolizi amoniaka, molekula amoniaka sprejme proton iz vode (to je voda deluje kot Bronsted-Lowry kislina), ki proizvaja hidroksidni anion (OH)^-).

Podobno kot pri osnovni disociacijski reakciji amoniak tvori amonij in hidroksid iz dodatka vodne molekule.

Hidroliza organskih spojin

Hidroliza, ki vključuje organske spojine, lahko ponazorimo z reakcijo vode z estrom karboksilne kisline.

Vsi ti estri imajo splošno formulo RCO-OR ', v kateri sta R in R' kombinirane skupine (npr. Če oba R in R 'predstavljata metilno skupino, CH)₃, ester je metil acetat).

Hidroliza vključuje več stopenj, od katerih je najpočasnejša tvorba kovalentne vezi med atomom kisika molekule vode in esterskim atomom ogljika..

V zaporednih stopnjah, ki so zelo hitre, se raztopi vez ogljik-kisik estra in vodikovi ioni se ločijo od prvotne vodne molekule in se vežejo na nastajajočo molekulo alkohola. Celotna reakcija je predstavljena z enačbo:

RCO-OR '+ H20 → RCO-OH + R'-OH.

Kadar RCO-OH pomeni molekulo karboksilne kisline, R'-OH pomeni molekulo alkohola in črtice predstavljajo kovalentne vezi, ki so med reakcijo zlomljene ali oblikovane. Slika 2 prikazuje primer hidrolize metil acetata (Clark, 2004).

Slika 2: hidroliza metil acetata

Hidrolizne reakcije v živih organizmih se izvajajo s pomočjo katalize, ki jo izvaja skupina encimov, znanih kot hidrolaze..

Biokemične reakcije, ki razgrajujejo polimere, kot so beljakovine (peptidne vezi med aminokislinami), nukleotidi, kompleksni sladkorji in škrob, ter maščobe katalizira ta razred encimov..

V okviru tega razreda lipaze, amilaze in proteinaze hidrolizirajo maščobe, sladkorje in beljakovine (Boundless, 2016).

Bakterije in glivice, ki razgrajujejo celulozo, imajo posebno vlogo pri proizvodnji papirja in drugih biotehnoloških aplikacij, saj imajo encime (celuloze in esteraze), ki lahko razgradijo celulozo v polisaharide (polimere molekul sladkorja) ali glukozo in razgradijo. lepljivost.

Na primer, proteinazi smo dodali celičnemu ekstraktu, da bi hidrolizirali peptide in izdelali mešanico prostih aminokislin (Phillips, 2016)..

Primeri hidrolize

Raztopitev soli šibke kisline ali baze v vodi je primer reakcije hidrolize. Močne kisline lahko tudi hidroliziramo. Na primer, z raztapljanjem žveplove kisline v vodi nastane hidronium in bisulfat.

Hidroliza sladkorja ima svoje ime: saharifikacija. Na primer, sladkorna saharoza se lahko hidrolizira, da se razgradi na sestavine sladkorjev, glukoze in fruktoze.

Hidroliza, katalizirana s kislinsko bazo, je še ena vrsta reakcije hidrolize. Primer je hidroliza amidov.

Hidroliza v bioloških sistemih je katalizirana z encimi. Dober primer je hidroliza energijske molekule ATP. Katalizirana hidroliza se uporablja tudi za prebavo beljakovin, ogljikovih hidratov in lipidov (Helmenstine, 2017)..

Reference

1. (2016, 26. maj). Hidroliza. Vzeto iz brezmejnega: boundless.com.
2. Clark, J. (2004). MEHANIZEM ZA KISLOVNO KATALIZIRANO HIDROLIZO ESTEROV. Vzpostavljeno iz chemguide.co.uk: chemguide.co.uk.
3. Enciklopedija Britannica. (2016, 16. november). Hidroliza. Vzeto iz britannice: britannica.com.
4. Helmenstine, A. M. (2017, 23. marec). Definicija in primeri hidrolize. Vzeto iz: thinkco: thoughtco.com.
5. Ilustrirani glosar organske kemije. (S.F.). Vzeto iz chem.ucla.edu: web.chem.ucla.edu.
6. Patrina Kim, G. H. (2015, 20. oktober). Hidroliza. Vzeto iz chem.libretexts.org: chem.libretexts.org.
7. Phillips, T. (2016, 16. september). Razlaga hidrolize. Vzeto iz bilance: thebalance.com.