Hüdrolüüsi näited (soolad, happed, alused, orgaanilised C.)

The hüdrolüüs, keemia, see on reaktsioon kahekordse lagunemise veega kui üks reagente. Seega, kui ühendit esindab valem AB, milles A ja B on aatomid või rühmad ja vesi on esitatud valemiga HOH, võib hüdrolüüsireaktsiooni esitada pöörduva keemilise võrrandiga: AB + HOH ⇌ AH + BOH.

Muud reagendid kui vesi ja hüdrolüüsi saadused võivad olla neutraalsed molekulid - nagu enamikus orgaaniliste ühendite hüdrolüüsides - või ioonsed molekulid, nagu soolade, hapete ja aluste hüdrolüüsil..

Biotehnoloogia ja elusorganismide puhul on need ained sageli polümeerid (Encyclopædia Britannica, 2016).

Sõna on tuletatud hüdrost, kreekakeelsest veest ja lüüsi, mis tähendab "sidumist". Hüdrolüüs tähendab kemikaalide eraldamist, kui need lisatakse veele.

Kolm peamist hüdrolüüsi tüüpi on soolade hüdrolüüs, hapete hüdrolüüs ja aluste hüdrolüüs.

Indeks

• 1 Soolade hüdrolüüs
• 2 Hapete hüdrolüüs
• 3 Aluse hüdrolüüs
• 4 Orgaaniliste ühendite hüdrolüüs
• 5 Hüdrolüüsi näited
• 6 Viited

Soolade hüdrolüüs

Vees soolad dissotsieeruvad ioonide moodustamiseks (täielikult või mittetäielikult sõltuvalt vastavast lahustuvuse konstandist Ks)..

Ioonseid ühendeid sisaldavat hüdrolüüsi võib illustreerida keemiliste muutustega, mis esinevad naatriumatsetaatsoola vesilahuses.

Lahuses eraldatakse soola ioonsed koostisosad (atsetaatioon ja naatriumioon). Veemolekulid moodustavad atsetaatioonidega äädikhappe ja hüdroksiidi ioonid.

CH₃COONa + H₂O → CH₃COOH + Na⁺ + OH^-

Äädikhape dissotsieerub pöörduvalt atsetaatioonideks ja vesinikioonideks, kuid ainult väga vähesel määral, nii et lahuse ioonisisaldus on suures osas naatrium- ja hüdroksiidioonid. Seetõttu on lahendusel põhiomadused (st muutused lakmuspaberiks punasest siniseks).

Veel üks soolade hüdrolüüsi näide on naatriumkloriid, mis vesilahuses katkestab soola, mis on vees lahustatud, ioonsidemed, nagu on näidatud joonisel fig 1 (Patrina Kim, 2015)..

Joonis 1: naatriumkloriidi hüdrolüüs

Happe hüdrolüüs

Vesi võib toimida happena või alusena, tuginedes Brønsted-Lowry happe teooriale. Kui see toimib Bronsted-Lowry happena, annetab veemolekul prootoni (H +), mis on kirjutatud ka hüdroniumioonina (H3O) ⁺).

Kui see toimib Bronsted-Lowry baasina, aktsepteerib see protooni (H ⁺). Happe hüdrolüüsi reaktsioon on väga sarnane happe dissotsiatsioonireaktsioonile.

CH₃COOH + H₂O ⇌ CH₃COO^- + H₃O⁺

Eelmises reaktsioonis protoon H⁺ äädikhapet (CH₃COOH) annetatakse veele, tekitades H₃O⁺ ja CH₃COO^- . Lingid H⁺ ja CH₃COO^- on purustatud vee molekulide lisamisega.

Reaktsioon CH-ga₃COOH, nõrk hape, on sarnane happe dissotsiatsioonireaktsiooniga ja vesi moodustab konjugaadi aluse ja hüdroniumiooni. Nõrga happe hüdrolüüsimisel saadakse hüdroniumioon (illustreeritud orgaanilise keemia sõnastik, S.F.)..

Aluse hüdrolüüs

Aluseline hüdrolüüsireaktsioon sarnaneb aluse dissotsiatsioonireaktsioonile. Ühine nõrk alus, mis dissotsieerub vees, on ammoniaak:

NH₃+H₂O⇌NH₄⁺+OH^-

Ammoniaagi hüdrolüüsil aktsepteerib ammoniaagi molekul vett (st vesi toimib Bronsted-Lowry happena), valmistades hüdroksiidi aniooni (OH^-).

Sarnaselt põhilisele dissotsiatsioonireaktsioonile moodustub ammoniaak ja hüdroksiid vesimolekuli lisamisel.

Orgaaniliste ühendite hüdrolüüs

Orgaaniliste ühenditega hüdrolüüsi võib illustreerida vee reageerimisel karboksüülhappe estriga.

Kõigil nendel estritel on üldvalem RCO-OR ', milles R ja R' on kombineeritud rühmad (näiteks kui R ja R 'on mõlemad metüülrühm, CH₃, ester on metüülatsetaat).

Hüdrolüüs hõlmab mitmeid etappe, millest kõige aeglasem on kovalentse sideme moodustumine veemolekuli hapniku aatomi ja ester süsinikuaatomi vahel..

Järjestikustes etappides, mis on väga kiired, katkeb estri süsinik-hapniku side ja vesinikioonid eraldatakse algsest veemolekulist ja seonduvad tekkiva alkoholimolekuliga. Täielikku reaktsiooni esindab võrrand:

RCO-OR '+ H2O → RCO-OH + R'-OH.

Kui RCO-OH tähistab karboksüülhappe molekuli, tähistab R'-OH alkoholi molekuli ja kriipsud kujutavad kovalentseid sidemeid, mis on reaktsiooni käigus purunenud või moodustunud. Joonis 2 illustreerib metüülatsetaadi hüdrolüüsi näidet (Clark, 2004)..

Joonis 2: metüülatsetaadi hüdrolüüs

Hüdrolüüsireaktsioonid elusorganismides viiakse läbi katalüüsi abil hüdrolaasidena tuntud ensüümide klassi abil.

Polümeere lagundavad biokeemilised reaktsioonid, nagu valgud (aminohapete vahelised peptiidsidemed), nukleotiidid, komplekssed suhkrud ja tärklis ning rasvad, katalüüsib see ensüümide klass.

Selles klassis hüdrolüüsivad lipaasid, amülaasid ja proteinaasid vastavalt rasvu, suhkruid ja valke (Boundless, 2016).

Tselluloosi lagundavad bakterid ja seened mängivad erilist rolli paberi ja muude biotehnoloogia igapäevaste rakenduste tegemisel, sest neil on ensüüme (tsellulaase ja esteraase), mis võivad lagundada tselluloosi polüsahhariidideks (suhkrumolekulide polümeerid) või glükoosiks ja laguneda kleepuvus.

Näiteks lisati rakuekstraktile proteinaas, et hüdrolüüsida peptiide ja saada vabade aminohapete segu (Phillips, 2016)..

Hüdrolüüsi näited

Hüdrolüüsireaktsiooni näide on nõrga happe või aluse soola lahustamine vees. Samuti võib hüdrolüüsida tugevaid happeid. Näiteks väävelhappe lahustamine vees toodab hüdroniumit ja bisulfaati.

Suhkru hüdrolüüsil on oma nimi: suhkrustumine. Näiteks võib suhkru sahharoos hüdrolüüsida, et laguneda selle koostisosaks olevaks suhkruks, glükoosiks ja fruktoosiks.

Hüdrolüüsireaktsiooni teine ​​tüüp on happe-aluse katalüüsitud hüdrolüüs. Näiteks on amiidide hüdrolüüs.

Bioloogilistes süsteemides katalüüsib hüdrolüüs ensüümide poolt. Hea näide on ATP energia molekuli hüdrolüüs. Katalüüsitud hüdrolüüsi kasutatakse ka valkude, süsivesikute ja lipiidide seedimiseks (Helmenstine, 2017).

Viited

1. (2016, 26. mai). Hüdrolüüs. Võetud piirideta: boundless.com.
2. Clark, J. (2004). ESTERIDE HAPKALSITUD HÜDROLÜÜSI MEHHANISM. Välja otsitud aadressilt chemguide.co.uk: chemguide.co.uk.
3. Encyclopædia Britannica. (2016, 16. november). Hüdrolüüs. Britannica: britannica.com.
4. Helmenstine, A. M. (2017, 23. märts). Hüdrolüüsi määratlus ja näited. Mõtlesin Thinkcoost: thinkco.com.
5. Illustreeritud orgaanilise keemia sõnastik. (S.F.). Võetud chem.ucla.edu: web.chem.ucla.edu.
6. Patrina Kim, G. H. (2015, 20. oktoober). Hüdrolüüs. Võetud chem.libretexts.org: chem.libretexts.org.
7. Phillips, T. (2016, 16. september). Hüdrolüüsi selgitus. Võetud tasakaalust: thebalance.com.