Hidrolizės pavyzdžiai (druskos, rūgštys, bazės, organiniai C.)

The hidrolizė, chemijoje tai yra dvigubo skilimo reakcija su vandeniu kaip vienas iš reagentų. Todėl, jei junginys yra formulė AB, kurioje A ir B yra atomai arba grupės, o vanduo yra formulė HOH, hidrolizės reakciją galima pavaizduoti grįžtamąja chemine lygtimi: AB + HOH ⇌ AH + BOH.

Reagentai, išskyrus vandenį ir hidrolizės produktus, gali būti neutralios molekulės - kaip ir daugelyje organinių junginių hidrolizės - arba joninės molekulės, kaip druskų, rūgščių ir bazių hidrolizėje..

Biotechnologijose ir gyvuose organizmuose šios medžiagos dažnai yra polimerai (Encyclopædia Britannica, 2016).

Žodis yra kilęs iš vandens, graikų, vandens ir lizės, o tai reiškia „atsieti“. Hidrolizė - tai cheminių medžiagų atskyrimas, kai jos pridedamos prie vandens.

Trys pagrindiniai hidrolizės tipai yra druskų hidrolizė, rūgščių hidrolizė ir bazių hidrolizė.

Indeksas

• 1 Druskų hidrolizė
• 2 Rūgščių hidrolizė
• 3 Bazės hidrolizė
• 4 Organinių junginių hidrolizė
• 5 Hidrolizės pavyzdžiai
• 6 Nuorodos

Druskų hidrolizė

Vandenyje druskos susiskaldo, kad susidarytų jonai (visiškai arba neišsamiai, priklausomai nuo atitinkamos tirpumo konstantos, Ks).

Hidrolizę, kurioje dalyvauja joniniai junginiai, galima iliustruoti cheminiais pokyčiais, atsirandančiais natrio acetato druskos vandeniniame tirpale.

Tirpaloje atskiriamos druskos joninės sudedamosios dalys (acetato jonas ir natrio jonas). Vandens molekulės su acetato jonais sudaro acto rūgšties ir hidroksido jonus.

CH₃COONa + H₂O → CH₃COOH + Na⁺ + OH^-

Acto rūgštis grįžtamai disocijuoja į acetato jonus ir vandenilio jonus, bet tik labai nedaug, todėl tirpalo jonų kiekis daugiausia yra natrio ir hidroksido jonai. Todėl tirpalas pasižymi pagrindinėmis savybėmis (ty, lakmuso popieriaus keitimas nuo raudonos iki mėlynos).

Kitas druskų hidrolizės pavyzdys yra natrio chloridas, kuris vandeniniame tirpale laužo druskos jonines jungtis, kurios yra solvuotos vandeniu, kaip parodyta 1 paveiksle (Patrina Kim, 2015).

1 paveikslas: natrio chlorido hidrolizė

Rūgščių hidrolizė

Vanduo gali veikti kaip rūgštis arba bazė, remiantis Brønsted-Lowry rūgšties teorija. Jei ji veikia kaip Bronsted-Lowry rūgštis, vandens molekulė dovanos protoną (H +), taip pat parašytą kaip hidronio joną (H3O) ⁺).

Jei jis veiktų kaip Bronsted-Lowry bazė, jis priimtų protoną (H ⁺). Rūgštinės hidrolizės reakcija yra labai panaši į rūgšties disociacijos reakciją.

CH₃COOH + H₂O ⇌ CH₃COO^- + H₃O⁺

Ankstesnėje reakcijoje protonas H⁺ acto rūgšties (CH₃COOH) yra paaukotas vandeniui, gaminant H₃O⁺ ir CH₃COO^- . Ryšys tarp H⁺ ir CH₃COO^- yra sulaužytos papildant vandens molekules.

Reakcija su CH₃COOH, silpna rūgštis, yra panaši į rūgšties disociacijos reakciją, o vanduo sudaro konjugato bazę ir hidronio joną. Hidrolizuojant silpną rūgštį, susidaro hidronio jonas (iliustruotas organinių chemijos žodynas, S.F.)..

Bazės hidrolizė

Bazinė hidrolizės reakcija bus panaši į bazinę disociacijos reakciją. Bendras silpnas pagrindas, disocijuojantis vandenyje, yra amoniakas:

NH₃+H₂O⇌NH₄⁺+OH^-

Amoniako hidrolizės metu amoniako molekulė priima vandenį (ty vandenį veikia kaip Bronsted-Lowry rūgštis), gaminanti hidroksido anijoną (OH^-).

Panašiai kaip ir pagrindinė disociacijos reakcija, amoniakas sudaro amonį ir hidroksidą iš vandens molekulės.

Organinių junginių hidrolizė

Hidrolizę, susijusią su organiniais junginiais, galima iliustruoti vandens reakcija su karboksirūgšties esteriu.

Visi šie esteriai turi bendrą formulę RCO-OR ', kurioje R ir R' yra kombinacinės grupės (pavyzdžiui, jei R ir R 'abu reiškia metilą, CH₃, esteris yra metilacetatas).

Hidrolizė apima kelis etapus, kurių lėtiausias yra kovalentinio ryšio tarp vandens molekulės deguonies atomo ir esterio anglies atomo susidarymas..

Nuosekliuose etapuose, kurie yra labai greitai, esterio anglies ir deguonies jungtis yra sulūžta ir vandenilio jonai yra atskirti nuo pradinės vandens molekulės ir susieti su atsirandančia alkoholio molekule. Visą reakciją sudaro lygtis:

RCO-OR '+ H2O → RCO-OH + R'-OH.

Kai RCO-OH žymi karboksirūgšties molekulę, R'-OH žymi alkoholio molekulę, o brūkšneliai žymi kovalentinius ryšius, kurie yra sugadinti arba susidaryti reakcijos metu. 2 iliustruoja metilo acetato hidrolizės pavyzdį (Clark, 2004)..

2 pav. Metilo acetato hidrolizė

Hidrolizės reakcijos gyvuose organizmuose atliekamos naudojant katalizę, kurią sukelia fermentų grupė, žinoma kaip hidrolazės.

Biochemines reakcijas, kurios išsklaido polimerus, tokius kaip baltymai (peptidinės jungtys tarp aminorūgščių), nukleotidų, kompleksinių cukrų ir krakmolo, ir riebalus katalizuoja šios klasės fermentai.

Šioje klasėje lipazės, amilazės ir proteinazės atitinkamai hidrolizuoja riebalus, cukrus ir baltymus (Boundless, 2016).

Bakterijos ir grybai, kurie skaidosi celiuliozę, atlieka ypatingą vaidmenį popieriaus gamyboje ir kitose kasdienėse biotechnologijų srityse, nes jie turi fermentų (celiulazių ir esterazių), kurios gali suskaidyti celiuliozę į polisacharidus (cukraus molekulių polimerus) arba gliukozę ir suskaidyti lipnumas.

Pavyzdžiui, į ląstelių ekstraktą buvo pridėta proteinazė, siekiant hidrolizuoti peptidus ir gaminti laisvųjų aminorūgščių mišinį (Phillips, 2016).

Hidrolizės pavyzdžiai

Silpnos rūgšties arba bazės druskos ištirpinimas vandenyje yra hidrolizės reakcijos pavyzdys. Taip pat gali būti hidrolizuojamos stiprios rūgštys. Pavyzdžiui, tirpinant sieros rūgštį vandenyje gaunamas hidronis ir bisulfatas.

Cukraus hidrolizė turi savo pavadinimą: cukraus. Pavyzdžiui, cukraus sacharozė gali būti hidrolizuojama, kad suskaidytų į jo komponentus - cukrų, gliukozę ir fruktozę.

Kitas hidrolizės reakcijos tipas yra rūgšties ir katalizuojamos hidrolizės. Pavyzdžiui, amidų hidrolizė.

Biologinėse sistemose hidrolizę paprastai katalizuoja fermentai. Geras pavyzdys yra ATP energijos molekulės hidrolizė. Katalizuota hidrolizė taip pat naudojama baltymų, angliavandenių ir lipidų virškinimui (Helmenstine, 2017).

Nuorodos

1. (2016 m. Gegužės 26 d.). Hidrolizė. Paimta iš beribių: boundless.com.
2. Clark, J. (2004). ESTERIŲ RŪGŠTŲ KATALIZUOTO HIDROLIZO MECHANIZMAS. Gauta iš chemguide.co.uk: chemguide.co.uk.
3. Encyclopædia Britannica. (2016 m. Lapkričio 16 d.). Hidrolizė. Paimta iš britannica: britannica.com.
4. Helmenstine, A. M. (2017 m. Kovo 23 d.). Hidrolizės apibrėžimas ir pavyzdžiai. Paimta iš minties: thinkco.com.
5. Iliustruotas organinės chemijos žodynas. (S.F.). Paimta iš chem.ucla.edu: web.chem.ucla.edu.
6. Patrina Kim, G. H. (2015 m. Spalio 20 d.). Hidrolizė. Paimta iš chem.libretexts.org: chem.libretexts.org.
7. Phillips, T. (2016 m. Rugsėjo 16 d.). Hidrolizės paaiškinimas. Paimtas iš balanso: thebalance.com.