Exemple de hidroliză (de săruri, acizi, baze, organice C.)

hidroliză, în chimie, este o reacție de descompunere dublă cu apă ca unul dintre reactanți. Prin urmare, dacă un compus este reprezentat de formula AB în care A și B sunt atomi sau grupări și apa este reprezentată prin formula HOH, reacția de hidroliză poate fi reprezentată prin ecuația chimică reversibilă: AB + HOH ⇌ AH + BOH.

Reactivii, alții decât produsele de apă și hidroliză, pot fi molecule neutre - ca în cele mai multe hidrolize care implică compuși organici - sau molecule ionice, ca în hidroliza sărurilor, acizilor și bazelor.

În biotehnologie și în organisme vii, aceste substanțe sunt adesea polimeri (Encyclopædia Britannica, 2016).

Cuvântul derivă din hidro, greacă pentru apă și liza, ceea ce înseamnă "a pierde". Hidroliza înseamnă separarea substanțelor chimice atunci când sunt adăugate în apă.

Cele trei tipuri principale de hidroliză sunt hidroliza sărurilor, hidroliza acizilor și hidroliza bazelor.

index

• 1 Hidroliza sărurilor
• 2 Hidroliza acizilor
• 3 Hidroliza bazică
• 4 Hidroliza compușilor organici
• 5 Exemple de hidroliză
• 6 Referințe

Hidroliza sărurilor

În apă, sărurile disociază pentru a forma ioni (complet sau incomplet în funcție de constanta de solubilitate respectivă, Ks).

Hidroliza care implică compușii ionici poate fi ilustrată prin modificările chimice care apar într-o soluție apoasă de sare de acetat de sodiu.

În soluție, constituenții ionici ai sării (ionul acetat și ionul de sodiu) sunt separați. Moleculele de apă se combină cu ionii acetați pentru a forma ioni de acid acetic și hidroxid.

CH₃COONa + H₂O → CH₃COOH + Na⁺ + OH^-

Acidul acetic disociază în ioni de acetat și ioni de hidrogen, dar numai într-un grad foarte mic, astfel încât conținutul ionic al soluției este în mare parte ioni de sodiu și hidroxid. Prin urmare, soluția prezintă proprietăți de bază (adică, modificări ale hârtiei litmusice de la roșu la albastru).

Un alt exemplu de hidroliză a sărurilor este clorura de sodiu care, în soluție apoasă, rupe legăturile ionice ale sării solvatate cu apă așa cum se arată în figura 1 (Patrina Kim, 2015).

Figura 1: hidroliza clorurii de sodiu

Hidroliza acidă

Apa poate acționa ca un acid sau o bază, bazată pe teoria acidului Brønsted-Lowry. Dacă acționează ca acid Bronsted-Lowry, molecula de apă va dona un proton (H +), de asemenea scris ca un ion de hidroniu (H3O) ⁺).

Dacă acționează ca bază Bronsted-Lowry, ar accepta un proton (H ⁺). O reacție de hidroliză acidă este foarte asemănătoare cu reacția de disociere a acidului.

CH₃COOH + H₂O ⇌ CH₃COO^- + H₃O⁺

În reacția anterioară, protonul H⁺ de acid acetic (CH₃COOH) este donată în apă, producând H₃O⁺ și CH₃COO^- . Legăturile dintre H⁺ și CH₃COO^- Acestea sunt rupte prin adăugarea de molecule de apă.

O reacție cu CH₃COOH, un acid slab, este similar cu o reacție de disociere acidă și apa formează o bază conjugată și un ion hidroniu. Când un acid slab este hidrolizat, se produce un ion de hidroniu (Glosar ilustrat de Organic Chemistry, S.F.).

Hidroliza bazică

O reacție bazică de hidroliză va fi similară reacției de disociere de bază. O bază comună slabă care disociază în apă este amoniacul:

NH₃+ H₂O⇌NH₄⁺+ OH⁻

În hidroliza amoniacului, molecula de amoniac acceptă un proton din apă (adică apa acționează ca un acid Bronsted-Lowry), producând un anion hidroxidic (OH^-).

Similar cu o reacție bazică de disociere, amoniacul formează amoniu și hidroxid din adăugarea unei molecule de apă.

Hidroliza compușilor organici

Hidroliza care implică compuși organici poate fi ilustrată prin reacția apei cu un ester al unui acid carboxilic.

Toți acești esteri au formula generală RCO-OR ', în care R și R' sunt grupări combinate (de exemplu, dacă R și R 'reprezintă ambii grupări metil, CH₃, esterul este acetat de metil).

Hidroliza implică mai multe etape, dintre care cea mai lentă este formarea unei legături covalente între atomul de oxigen al moleculei de apă și atomul de carbon al esterului.

În etape succesive, care sunt foarte rapide, legătura carbon-oxigen a esterului este ruptă și ionii de hidrogen sunt separați de molecula de apă originală și legați de molecula de alcool înrădăcinată. Reacția completă este reprezentată de ecuația:

RCO-OR '+ H20 - RCO-OH + R'-OH.

Atunci când RCO-OH denotă o moleculă dintr-un acid carboxilic, R'-OH denotă o moleculă de alcool și liniuțele reprezintă legături covalente care sunt rupte sau formate în timpul reacției. Figura 2 ilustrează un exemplu de hidroliză a acetatului de metil (Clark, 2004).

Figura 2: hidroliza acetatului de metil

Reacțiile de hidroliză în organismele vii sunt realizate cu ajutorul catalizei cu o clasă de enzime cunoscute sub hidrolazelor.

reacții biochimice care descompun polimeri, cum ar fi proteinele (legături peptidice între aminoacizi), nucleotide, zaharuri complexe și amidon, și grăsimile sunt catalizate de această clasă de enzime.

In cadrul acestei clase, lipaze, amilaze și proteinaze hidrolizează grăsimi, zaharuri și proteine, respectiv (necuprins, 2016).

Bacterii și ciuperci care degradeaza celuloza joacă un rol special în producția de hârtie și alte aplicații de zi cu zi ale biotehnologiei, deoarece acestea sunt enzime (celulaze și esteraze), care se pot sparge polizaharide celuloză (polimeri de molecule de zahăr) sau glucoză și se descompun colante.

De exemplu, s-a adăugat proteinaza la extractul celular, în scopul de a hidroliza peptidelor și a produce un amestec de aminoacizi liberi (Phillips, 2016).

Exemple de hidroliză

Dizolvarea unei sări a unui acid slab sau a unei baze în apă este un exemplu de reacție de hidroliză. Acizii puternici pot fi, de asemenea, hidrolizați. De exemplu, dizolvarea acidului sulfuric în apă produce hidroniu și bisulfat.

Hidroliza unui zahăr are propriul său nume: zaharificare. De exemplu, sucroza de zahăr poate fi supusă hidrolizei pentru a se descompune în zaharurile componente, glucoza și fructoza.

Hidroliza catalizată pe bază de acid este un alt tip de reacție de hidroliză. Un exemplu este hidroliza amidelor.

În sistemele biologice, hidroliza tinde să fie catalizată de enzime. Un bun exemplu este hidroliza moleculei de energie ATP. hidroliză catalizată este de asemenea utilizat pentru digestia proteinelor, carbohidraților și lipidelor (Helmenstine, 2017).

referințe

1. (2016, 26 mai). hidroliză. Luat de la limitless: boundless.com.
2. Clark, J. (2004). MECANISMUL HIDROLIZEI CATALIZATE A ACIDELOR ESTERI. Adus de la chemguide.co.uk: chemguide.co.uk
3. Encyclopædia Britannica. (2016, 16 noiembrie). hidroliză. Luat de la britannica: britannica.com.
4. Helmenstine, A.M. (2017, 23 martie). Definiția și exemplele de hidroliză. Luat de thoughtco: thoughtco.com.
5. Glosar ilustrat al chimiei organice. (S.F.). Luat de la chem.ucla.edu: web.chem.ucla.edu.
6. Patrina Kim, G. H. (2015, 20 octombrie). hidroliză. Luat de la chem.libretexts.org: chem.libretexts.org.
7. Phillips, T. (2016, 16 septembrie). O explicație a hidrolizei. Luat de pe balanța: thebalance.com.