Hydrolyseprøver (af salte, syre, baser, organisk C.)

den hydrolyse, i kemi er det en reaktion på dobbelt dekomponering med vand som en af ​​reaktanterne. Derfor, hvis en forbindelse er repræsenteret ved formlen AB hvor A og B er atomer eller grupper og vand er repræsenteret ved formlen HOH, hydrolysereaktionen kan repræsenteres ved reversibel reaktionsskema: AB + HOH ⇌ AH + BOH.

Reagenser end vand og hydrolyseprodukter kan være neutrale molekyler, som i de fleste hydrolyseproces ioniske molekyler eller forbindelser organisk affald, som i hydrolysen af ​​salte, syrer og baser.

I bioteknologi og levende organismer er disse stoffer ofte polymerer (Encyclopædia Britannica, 2016).

Ordet er afledt af hydro, græsk for vand og lysis, hvilket betyder "at løsne". Hydrolyse betyder adskillelse af kemikalier, når de tilsættes til vand.

De tre hovedtyper af hydrolyse er hydrolysen af ​​salte, hydrolyse af syrer og hydrolyse af baser.

indeks

• 1 Hydrolyse af salte
• 2 Hydrolyse af syrer
• 3 Basishydrolyse
• 4 Hydrolyse af organiske forbindelser
• 5 Eksempler på hydrolyse
• 6 referencer

Hydrolyse af salte

I vand dissocierer saltene til dannelse af ioner (fuldstændigt eller ufuldstændigt afhængigt af den respektive opløselighedskonstant, Ks).

Hydrolysen, der involverer ioniske forbindelser, kan illustreres ved de kemiske forandringer, der forekommer i en vandig opløsning af natriumacetatsaltet.

I opløsning separeres de ioniske bestanddele af saltet (acetationen og natriumionen). Vandmolekyler kombinerer med acetationer for at danne eddikesyre og hydroxidioner.

CH₃COONa + H₂O → CH₃COOH + Na⁺ + OH^-

Eddikesyre dissocieres reversibelt i acetationer og hydrogenioner, men kun i meget ringe grad, således at ionets indhold af opløsningen stort set er natrium- og hydroxidioner. Derfor udviser opløsningen basale egenskaber (dvs. ændringer i lakmuspapir fra rød til blå).

Et andet eksempel på hydrolyse af salte er natriumchlorid, i vandig opløsning det ioniske salt, som solvatiseret af vandet som vist i figur 1 (Patrina Kim, 2015) pause.

Figur 1: hydrolyse af natriumchlorid

Acid hydrolyse

Vand kan virke som en syre eller en base baseret på teorien om Brønsted-Lowry-syre. Hvis det virker som en Bronsted-Lowry-syre, vil vandmolekylet donere en proton (H +), der også er skrevet som en hydroniumion (H3O) ⁺).

Hvis det virker som en Bronsted-Lowry-base, ville det acceptere en proton (H ⁺). En sur hydrolysereaktion ligner meget en syredissociationsreaktion.

CH₃COOH + H₂O CH CH₃COO^- + H₃O⁺

I den foregående reaktion blev protonen H⁺ af eddikesyre (CH₃COOH) doneres til vand, hvilket producerer H₃O⁺ og CH₃COO^- . Forbindelserne mellem H⁺ og CH₃COO^- brydes ved tilsætning af vandmolekyler.

En reaktion med CH₃COOH, en svag syre, ligner en syredissociationsreaktion, og vand danner en konjugatbase og en hydronionion. Når en svag syre bliver hydrolyseret, fremstilles en hydronionion (Illustrated Glossary of Organic Chemistry, S.F.).

Basishydrolyse

En basisk hydrolysereaktion svarer til basedissociationsreaktionen. En almindelig svag base, der dissocierer i vand, er ammoniak:

NH₃+H₂O⇌NH₄⁺+OH^-

I hydrolysen af ​​ammoniak, ammoniakmolekylet accepterer en proton fra vand (dvs. vand fungerer som en Brønsted-Lowry-syre), der producerer en hydroxidanion (OH^-).

På samme måde som en basisk dissocieringsreaktion danner ammoniak ammonium og et hydroxid fra tilsætningen af ​​et vandmolekyle.

Hydrolyse af organiske forbindelser

Hydrolyse, der involverer organiske forbindelser, kan illustreres ved omsætning af vand med en ester af en carboxylsyre.

Alle disse estere har den generelle formel RCO-OR ', hvori R og R' er kombinationsgrupper (for eksempel, hvis R og R 'begge repræsenterer methylgruppen, CH₃, esteren er methylacetat).

Hydrolyse involverer flere trin, hvoraf den langsommere er dannelsen af ​​en kovalent binding mellem oxygenatomet i vandmolekylet og estercarbonatomet.

I successive trin, som er meget hurtig, er carbon-oxygen esterbinding brudt og hydrogenioner fjernes fra det oprindelige vandmolekylet og binder til den spirende molekyle alkohol. Den fuldstændige reaktion er repræsenteret ved ligningen:

RCO-OR '+ H20 → RCO-OH + R'-OH.

Hvor RCO-OH betegner et molekyle en carboxylsyre, R'-OH betegner et molekyle af en alkohol og bindestreger betegner kovalente bindinger, der er brudt eller dannet under reaktionen. Figur 2 illustrerer et eksempel på hydrolysen af ​​methylacetat (Clark, 2004).

Figur 2: Hydrolyse af methylacetat

Hydrolysereaktioner i levende organismer udføres ved hjælp af katalyse af en klasse enzymer kendt som hydrolaser.

Biokemiske reaktioner, som nedbryder polymerer, såsom proteiner (peptidbindinger mellem aminosyrer), nukleotider, komplekse sukkerarter og stivelse, og fedtstoffer katalyseres af dette enzym klasse.

Inden for denne klasse hydrolyserer lipaser, amylaser og proteinaser henholdsvis fedtstoffer, sukkerarter og proteiner (Boundless, 2016).

Bakterier og svampe, som nedbryder cellulose spille en særlig rolle i produktionen af ​​papir og andre dagligdags anvendelser af bioteknologi, fordi de er enzymer (cellulaser og esteraser), der kan bryde cellulose polysaccharider (polymerer af sukkermolekyler) eller glucose og nedbrydes Huskesedler.

For eksempel blev proteinase tilsat til celleekstrakten for at hydrolyse peptiderne og frembringe en blanding af frie aminosyrer (Phillips, 2016).

Eksempler på hydrolyse

Opløsningen af ​​et salt af en svag syre eller af en base i vand er et eksempel på en hydrolysereaktion. Sterke syrer kan også hydrolyseres. For eksempel producerer opløsningen af ​​svovlsyre i vand hydronium og bisulfat.

Hydrolysen af ​​et sukker har sit eget navn: saccharification. Sukker saccharose kan for eksempel undergå hydrolyse for at bryde ned i dets bestanddele sukkerarter, glucose og fructose.

Syre-base katalyseret hydrolyse er en anden type hydrolysereaktion. Et eksempel er hydrolysen af ​​amider.

I biologiske systemer har hydrolyser tendens til at blive katalyseret af enzymer. Et godt eksempel er hydrolysen af ​​ATP-energimolekylet. Den katalyserede hydrolyse anvendes også til fordøjelsen af ​​proteiner, kulhydrater og lipider (Helmenstine, 2017).

referencer

1. (2016, 26. maj). hydrolyse. Taget fra grænseløs: boundless.com.
2. Clark, J. (2004). Mekanismen for syrekatalyseret hyldrolyse af æstere. Hentet fra chemguide.co.uk: chemguide.co.uk.
3. Encyclopædia Britannica. (2016, 16. november). hydrolyse. Taget fra britannica: britannica.com.
4. Helmenstine, A. M. (2017, 23. marts). Hydrolyse Definition og Eksempler. Taget af thoughtco: thoughtco.com.
5. Illustreret ordliste for organisk kemi. (S.F.). Taget fra chem.ucla.edu: web.chem.ucla.edu.
6. Patrina Kim, G. H. (2015, 20. oktober). hydrolyse. Modtaget fra chem.libretexts.org: chem.libretexts.org.
7. Phillips, T. (2016, september 16). En forklaring på hydrolyse. Modtaget fra balance: thebalance.com.