Примери за хидролиза (на соли, киселини, основи, органични С)



на хидролиза, в химията, това е реакция на двойно разлагане с вода като един от реагентите. Следователно, ако дадено съединение е представено с формула АВ, в която А и В са атоми или групи и водата е представена с формулата НОН, реакцията на хидролиза може да бъде представена чрез обратимо химично уравнение: АВ + НОН H АН + BOH.

Реагентите, различни от водата и продуктите на хидролизата, могат да бъдат неутрални молекули - както при повечето хидролиза, включващи органични съединения - или йонни молекули, както при хидролизата на соли, киселини и основи..

В биотехнологиите и живите организми тези вещества често са полимери (Encyclopædia Britannica, 2016).

Думата произлиза от хидро, гръцки за вода и лизис, което означава "развързвам". Хидролиза означава отделяне на химикали, когато те се добавят към вода.

Трите основни вида хидролиза са хидролизата на соли, хидролиза на киселини и хидролиза на основи.

индекс

  • 1 Хидролиза на соли
  • 2 Хидролиза на киселини
  • 3 Основна хидролиза
  • 4 Хидролиза на органични съединения
  • 5 Примери за хидролиза
  • 6 Препратки

Хидролиза на соли

Във водата, солите се дисоциират до образуване на йони (напълно или непълно в зависимост от съответната константа на разтворимост, Ks).

Хидролизата, включваща йонни съединения, може да бъде илюстрирана чрез химичните промени, които се случват във воден разтвор на натриево-ацетатната сол.

В разтвора се отделят йонните съставки на солта (ацетатен йон и натриевият йон). Водните молекули се комбинират с ацетатни йони, за да образуват оцетни и хидроксидни йони.

СН3COONa + H2O → CH3СООН + Na+ + OH-

Оцетната киселина обратимо дисоциира в ацетатни йони и водородни йони, но само в много малка степен, така че съдържанието на йони в разтвора е предимно натриеви и хидроксидни йони. Следователно, решението има основни свойства (т.е. промени в лакмусова хартия от червено до синьо).

Друг пример за хидролиза на соли е натриев хлорид, който във воден разтвор разрушава йонните връзки на солта, която е солватирана с вода, както е показано на фигура 1 (Patrina Kim, 2015).

Фигура 1: хидролиза на натриев хлорид

Киселинна хидролиза

Водата може да действа като киселина или основа, базирана на теорията на Brønsted-Lowry киселина. Ако тя действа като Bronsted-Lowry киселина, водната молекула ще дари протон (H +), също написан като хидрониев йон (H3O). +).

Ако действа като база на Бронщед-Лоури, ще приеме протон (Н +). Реакцията на киселинна хидролиза е много подобна на реакцията на киселинна дисоциация.

СН3СООН + Н2О = СН3COO- + Н3О+

В предишната реакция, протон Н+ оцетна киселина (СН3СООН) се дарява във вода, като се получава Н3О+ и СН3COO- . Връзките между H+ и СН3COO- се разрушават чрез добавяне на водни молекули.

Реакция с СН3СООН, слаба киселина, е подобна на реакцията на дисоциация на киселина и водата образува конюгатна база и хидрониев йон. Когато се хидролизира слаба киселина, се получава хидрониев йон (Illustrated Glossary of Organic Chemistry, S.F.).

Основна хидролиза

Основна реакция на хидролиза ще бъде подобна на основната реакция на дисоциация. Обща слаба база, която се дисоциира във вода е амоняк:

NH3+Н2O⇌NH4++OH-

При хидролизата на амоняка, амонячната молекула приема протон от вода (т.е. водата действа като киселина на Bronsted-Lowry), произвеждайки хидроксиден анион (OH).-).

Подобно на основната реакция на дисоциация, амонякът образува амоний и хидроксид от добавянето на водната молекула.

Хидролиза на органични съединения

Хидролиза, включваща органични съединения, може да бъде илюстрирана чрез реакция на вода с естер на карбоксилна киселина.

Всички тези естери имат обща формула RCO-OR ', в която R и R' са комбинационни групи (например, ако R и R 'и двата представляват метилова група, СН3, естерът е метилацетат).

Хидролизата включва няколко етапа, от които най-бавно е образуването на ковалентна връзка между кислородния атом на водната молекула и естерния въглероден атом..

В последователни етапи, които са много бързи, въглерод-кислородната връзка на естера се разрушава и водородните йони се отделят от първоначалната молекула вода и се свързват с зараждащата се алкохолна молекула. Пълната реакция е представена чрез уравнението:

RCO-OR '+ H20 → RCO-OH + R'-OH.

Когато RCO-OH означава молекула на карбоксилна киселина, R'-OH означава молекула от алкохол и тиретата представляват ковалентни връзки, които са счупени или образувани по време на реакцията. Фигура 2 илюстрира пример за хидролиза на метилацетат (Clark, 2004).

Фигура 2: хидролиза на метилацетат

Реакциите на хидролиза в живите организми се извършват с помощта на катализа от клас ензими, известни като хидролази.

Биохимичните реакции, които разрушават полимери, като протеини (пептидни връзки между аминокиселини), нуклеотиди, сложни захари и нишесте, и мазнини се катализират от този клас ензими..

В този клас липазите, амилазите и протеиназите хидролизират мазнини, захари и протеини, съответно (Boundless, 2016).

Бактериите и гъбичките, които разграждат целулозата, играят специална роля в производството на хартия и други ежедневни приложения на биотехнологията, защото имат ензими (целулази и естерази), които могат да разграждат целулозата в полизахариди (полимери на захарни молекули) или глюкоза и да се разграждат закачени.

Например, към клетъчния екстракт се добавя протеиназа, за да се хидролизират пептидите и да се получи смес от свободни аминокиселини (Phillips, 2016)..

Примери за хидролиза

Разтварянето на сол на слаба киселина или на основа във вода е пример за реакция на хидролиза. Силни киселини могат също да бъдат хидролизирани. Например, разтварянето на сярна киселина във вода произвежда хидроний и бисулфат.

Хидролизата на захарта има свое име: захарификация. Например, захарната захар може да бъде подложена на хидролиза, за да се разпадне на съставните му захари, глюкоза и фруктоза.

Хидролизата, катализирана с киселина, е друг вид реакция на хидролиза. Пример за това е хидролизата на амиди.

В биологичните системи хидролизата се катализира от ензими. Добър пример е хидролизата на АТФ енергийната молекула. Катализираната хидролиза се използва и за смилане на протеини, въглехидрати и липиди (Helmenstine, 2017).

препратки

  1. (2016, 26 май). хидролиза. Взето от безграничната: boundless.com.
  2. Clark, J. (2004). МЕХАНИЗЪМ ЗА КИСЕЛИНА КАТАЛИЗИРАН ХИДРОЛИЗ НА ЕСТЕРИТЕ. Възстановен от chemguide.co.uk: chemguide.co.uk.
  3. Енциклопедия Британика. (2016, 16 ноември). хидролиза. Взето от британица: britannica.com.
  4. Helmenstine, A. M. (2017, 23 март). Определение на хидролизата и примери. Взето от thoughtco: thoughtco.com.
  5. Илюстриран речник на органичната химия. (S.F.). Взето от chem.ucla.edu: web.chem.ucla.edu.
  6. Патрина Ким, Г. Х. (2015, 20 октомври). хидролиза. Взето от chem.libretexts.org: chem.libretexts.org.
  7. Филипс, Т. (2016, 16 септември). Обяснение на хидролизата. Взети от thebalance: thebalance.com.