Примеры гидролиза (солей, кислот, оснований, органического С.)

гидролиз, химии, является двойной реакцией разложения с водой в качестве одного из реагентов. Таким образом, если соединение, представленное формулой AB, где А и В представляют собой атомы или группы, и вода представлена ​​формулой НОН, реакция гидролиза может быть представлен обратимой химической формулой: АВ + НОН ⇌ АГ + ВОН.

Реагенты, чем вода, и продукты гидролиза могут быть нейтральными молекулами, как и в большинстве гидролиза с участием ионных молекул или соединениями органических отходов, так как в результате гидролиза солей, кислот и щелочей.

В биотехнологии и живых организмах эти вещества часто являются полимерами (Encyclopædia Britannica, 2016).

Слово происходит от гидро, греческого для воды и лизиса, что означает «развязать». Гидролиз означает разделение химических веществ, когда они добавляются в воду.

Три основных типа гидролиза - гидролиз солей, гидролиз кислот и гидролиз оснований..

индекс

• 1 Гидролиз солей
• 2 Гидролиз кислот
• 3 Базовый гидролиз
• 4 Гидролиз органических соединений
• 5 примеров гидролиза
• 6 Ссылки

Гидролиз солей

В воде соли диссоциируют с образованием ионов (полностью или не полностью в зависимости от соответствующей константы растворимости, Ks).

Гидролиз с участием ионных соединений может быть проиллюстрирован химическими изменениями, происходящими в водном растворе соли ацетата натрия..

В растворе ионные составляющие соли (ион ацетата и ион натрия) разделяются. Молекулы воды соединяются с ацетат-ионами с образованием уксусной кислоты и гидроксид-ионов.

СН₃COONa + H₂O → CH₃COOH + Na⁺ + Огайо^-

Уксусная кислота обратимо диссоциирует на ацетат-ионы и ионы водорода, но только в очень небольшой степени, так что содержание ионов в растворе в значительной степени составляет ионы натрия и гидроксида. Таким образом, решение проявляет основные свойства (т. Е. Меняет цвет лакмусовой бумаги с красного на синий).

Другим примером гидролиза солей является хлорид натрия, который в водном растворе разрывает ионные связи соли, которая сольватируется водой, как показано на рисунке 1 (Патрина Ким, 2015).

Рисунок 1: гидролиз хлорида натрия

Кислотный гидролиз

Вода может действовать как кислота или основание, основываясь на теории кислоты Бренстеда-Лоури. Если она действует как кислота Бренстеда-Лоури, молекула воды пожертвует протон (H +), также записанный как ион гидрония (H3O) ⁺).

Если он действует как база Бренстеда-Лоури, он будет принимать протон (H ⁺). Реакция кислотного гидролиза очень похожа на реакцию кислотной диссоциации.

СН₃COOH + H₂O ⇌ CH₃COO^- + H₃О⁺

В предыдущей реакции, протон Н⁺ уксусной кислоты (СН₃COOH) пожертвовано на воду, производя H₃О⁺ и СН₃COO^- . Связи между Н⁺ и СН₃COO^- сломаны добавлением молекул воды.

Реакция с СН₃COOH, слабая кислота, похожа на реакцию кислотной диссоциации, и вода образует сопряженное основание и ион гидрония. Когда слабая кислота гидролизуется, образуется ион гидрония (Иллюстрированный глоссарий органической химии, S.F.).

Базовый гидролиз

Основная реакция гидролиза будет аналогична реакции основной диссоциации. Распространенным слабым основанием, которое диссоциирует в воде, является аммиак:

Нью-Гемпшир₃+H₂O⇌NH₄⁺+Огайо^-

В результате гидролиза аммиака, молекула аммиака принимает протон от воды (т.е., вода действует как кислота Бренстеда-Лоури), производя анион гидроксида (ОН^-).

Подобно основной реакции диссоциации, аммиак образует аммоний и гидроксид от добавления молекулы воды.

Гидролиз органических соединений

Гидролиз с участием органических соединений может быть проиллюстрирован реакцией воды с эфиром карбоновой кислоты..

Все эти сложные эфиры имеют общую формулу RCO-OR ', в которой R и R' являются комбинационными группами (например, если R и R 'оба представляют метильную группу, CH₃, сложный эфир метилацетата).

Гидролиз включает несколько стадий, из которых самая медленная - это образование ковалентной связи между атомом кислорода молекулы воды и атомом углерода сложного эфира..

На последовательных стадиях, которые являются очень быстрыми, углерод-кислородная связь сложного эфира разрывается, и ионы водорода отделяются от исходной молекулы воды и связываются с зарождающейся молекулой спирта. Полная реакция представлена ​​уравнением:

RCO-OR '+ H2O → RCO-OH + R'-OH.

Когда RCO-OH обозначает молекулу карбоновой кислоты, R'-OH обозначает молекулу спирта, а тире обозначают ковалентные связи, которые разрываются или образуются в ходе реакции. Рисунок 2 иллюстрирует пример гидролиза метилацетата (Clark, 2004).

Рисунок 2: гидролиз метилацетата

Реакции гидролиза в живых организмах осуществляются с помощью катализа классом ферментов, известных как гидролазы..

Биохимические реакции, которые разрушают полимеры, такие как белки (пептидные связи между аминокислотами), нуклеотиды, сложными сахарами и крахмалом, а также жиры, катализируемые этим классом ферментов.

Внутри этого класса липазы, амилазы и протеиназы гидролизуют жиры, сахара и белки соответственно (Boundless, 2016).

Бактерии и грибы, которые разлагают клетчатку играют особую роль в производстве бумаги и других бытовых применений биотехнологии, потому что они являются ферменты (целлюлазы и эстеразы), что может привести к поломке полисахариды целлюлозы (полимеры молекул сахара) или глюкозу и разлагаются липучки.

Например, протеиназа была добавлена ​​к клеточному экстракту, чтобы гидролизовать пептиды и получить смесь свободных аминокислот (Phillips, 2016).

Примеры гидролиза

Растворение соли слабой кислоты или основания в воде является примером реакции гидролиза. Сильные кислоты также могут быть гидролизованы. Например, при растворении серной кислоты в воде образуются гидроний и бисульфат.

Гидролиз сахара имеет свое название: осахаривание. Например, сахароза сахароза может подвергаться гидролизу с расщеплением на составляющие сахара, глюкозу и фруктозу.

Катализируемый кислотой основный гидролиз - другой тип реакции гидролиза. Примером является гидролиз амидов.

В биологических системах гидролиз обычно катализируется ферментами. Хорошим примером является гидролиз молекулы энергии АТФ. Катализированный гидролиз также используется для переваривания белков, углеводов и липидов (Helmenstine, 2017).

ссылки

1. (2016, 26 мая). гидролиз. Взято из безграничного: boundless.com.
2. Кларк Дж. (2004). МЕХАНИЗМ КИСЛОТНОГО КАТАЛИЗИРОВАННОГО ГИДРОЛИЗА ЭСТЕРОВ. Получено от chemguide.co.uk: chemguide.co.uk.
3. Энциклопедия Британника. (2016, 16 ноября). гидролиз. Взято с британницы: britannica.com.
4. Хельменстин, А. М. (2017, 23 марта). Определение и примеры гидролиза. Взято из мысли: мысли.
5. Иллюстрированный словарь по органической химии. (S.F.). Взято из chem.ucla.edu: web.chem.ucla.edu.
6. Патрина Ким, Г. Х. (2015, 20 октября). гидролиз. Взято с сайта chem.libretexts.org: chem.libretexts.org.
7. Филлипс Т. (2016, 16 сентября). Объяснение гидролиза. Взято из thebalance: thebalance.com.