Příklady hydrolýzy (solí, kyselin, bází, organických sloučenin C)



hydrolýzou, v chemii, to je reakce dvojitého rozkladu s vodou jako jeden z reaktantů. Pokud je tedy sloučenina reprezentována vzorcem AB, ve kterém A a B jsou atomy nebo skupiny a voda je reprezentována vzorcem HOH, může být hydrolytická reakce reprezentována reverzibilní chemickou rovnicí: AB + HOH-AH + BOH.

Činidla jiná než voda a produkty hydrolýzy mohou být neutrální molekuly - jako ve většině hydrolýz zahrnujících organické sloučeniny - nebo iontové molekuly, jako při hydrolýze solí, kyselin a zásad.

V biotechnologii a živých organismech jsou tyto látky často polymery (Encyclopædia Britannica, 2016).

Slovo je odvozeno z hydro, řečtina pro vodu a lýza, což znamená "rozvázat". Hydrolýza znamená separaci chemikálií, když se přidávají do vody.

Tři hlavní typy hydrolýzy jsou hydrolýza solí, hydrolýza kyselin a hydrolýza bází.

Index

  • 1 Hydrolýza solí
  • 2 Hydrolýza kyselin
  • 3 Základní hydrolýza
  • 4 Hydrolýza organických sloučenin
  • 5 Příklady hydrolýzy
  • 6 Odkazy

Hydrolýza solí

Ve vodě se soli disociují na ionty (zcela nebo neúplně v závislosti na příslušné konstantě rozpustnosti, Ks)..

Hydrolýza zahrnující iontové sloučeniny může být ilustrována chemickými změnami, ke kterým dochází ve vodném roztoku soli octanu sodného.

V roztoku se oddělují iontové složky soli (acetátový iont a sodíkový ion). Molekuly vody se spojují s acetátovými ionty za vzniku kyseliny octové a hydroxidových iontů.

CH3COONa + H2O → CH3COOH + Na+ + OH-

Kyselina octová reverzibilně disociuje na acetátové ionty a vodíkové ionty, ale pouze ve velmi malém stupni, takže obsah iontů v roztoku je převážně sodíkových a hydroxidových iontů. Řešení proto vykazuje základní vlastnosti (tj. Změny lakmusového papíru z červené na modrou).

Dalším příkladem hydrolýzy solí je chlorid sodný, který ve vodném roztoku rozkládá iontové vazby soli, která je solvatovaná vodou, jak je znázorněno na obrázku 1 (Patrina Kim, 2015).

Obrázek 1: hydrolýza chloridu sodného

Kyslá hydrolýza

Voda může působit jako kyselina nebo základ, založený na teorii Brønsted-Lowry kyselina. Jestliže to se chová jako Bronsted-Lowry kyselina, molekula vody bude darovat proton (H +), také psaný jako ion hydronium (H3O) \ t +).

Jestliže to funguje jako Bronsted-Lowry základ, to by přijalo proton (H +). Reakce kyselé hydrolýzy je velmi podobná kyselé disociační reakci.

CH3COOH + H2O ⇌ CH3COO- + H3O+

V předchozí reakci proton H+ kyseliny octové (CH3COOH) se přivádí do vody za vzniku H3O+ a CH3COO- . Spojení mezi H+ a CH3COO- jsou rozděleny přidáním molekul vody.

Reakce s CH3COOH, slabá kyselina, je podobná kyselé disociační reakci a voda tvoří konjugovanou bázi a hydroniový ion. Když je slabá kyselina hydrolyzována, je vyroben hydroniový ion (ilustrovaný glosář organické chemie, S.F.).

Základní hydrolýza

Základní hydrolytická reakce bude podobná základní disociační reakci. Běžná slabá báze, která se disociuje ve vodě, je amoniak:

NH3+H2O⇌NH4++OH-

Při hydrolýze amoniaku molekula amoniaku přijímá proton z vody (to znamená, že voda působí jako Bronstedova-Lowryho kyselina), čímž vzniká hydroxidový anion (OH-).

Podobně jako v případě základní disociační reakce tvoří amoniak a hydroxid amonný z přídavku molekuly vody.

Hydrolýza organických sloučenin

Hydrolýza zahrnující organické sloučeniny může být ilustrována reakcí vody s esterem karboxylové kyseliny.

Všechny tyto estery mají obecný vzorec RCO-OR ', ve kterém R a R' jsou kombinační skupiny (například pokud R a R 'znamenají methylovou skupinu, CH3, ester je methyl acetát).

Hydrolýza zahrnuje několik stupňů, z nichž nejpomalejší je tvorba kovalentní vazby mezi atomem kyslíku molekuly vody a atomem uhlíku esteru..

V postupných fázích, které jsou velmi rychlé, je vazba uhlík-kyslík esteru přerušena a vodíkové ionty jsou odděleny od původní molekuly vody a navázány na vznikající molekulu alkoholu. Úplná reakce je reprezentována rovnicí:

RCO-OR '+ H20 → RCO-OH + R'-OH.

Pokud RCO-OH označuje molekulu karboxylové kyseliny, R'-OH označuje molekulu alkoholu a pomlčky představují kovalentní vazby, které se během reakce zlomí nebo vytvoří. Obrázek 2 znázorňuje příklad hydrolýzy methylacetátu (Clark, 2004).

Obrázek 2: hydrolýza methylacetátu

Hydrolytické reakce v živých organismech se provádějí pomocí katalýzy třídou enzymů známých jako hydrolázy.

Biochemické reakce, které rozkládají polymery, jako jsou proteiny (peptidové vazby mezi aminokyselinami), nukleotidy, komplexní cukry a škrob, a tuky jsou katalyzovány touto třídou enzymů.

V této třídě lipázy, amylázy a proteinázy hydrolyzují tuky, cukry a proteiny (Boundless, 2016).

Bakterie a houby, které degradují celulózu, hrají zvláštní úlohu při výrobě papíru a dalších běžných biotechnologických aplikací, protože mají enzymy (celulázy a esterázy), které mohou štěpit celulózu na polysacharidy (polymery molekul cukru) nebo glukózu a rozkládat se lepkavost.

K buněčnému extraktu byla například přidána proteináza, aby se peptidy hydrolyzovaly a vytvořila směs volných aminokyselin (Phillips, 2016)..

Příklady hydrolýzy

Příkladem reakce hydrolýzy je rozpouštění soli slabé kyseliny nebo báze ve vodě. Silné kyseliny mohou být také hydrolyzovány. Například rozpouštění kyseliny sírové ve vodě produkuje hydronium a bisulfát.

Hydrolýza cukru má svůj název: sacharifikace. Například cukrová sacharóza může podléhat hydrolýze, aby se rozpadla na její složky cukry, glukózu a fruktózu.

Dalším typem hydrolytické reakce je hydrolýza katalyzovaná kyselinou. Příkladem je hydrolýza amidů.

V biologických systémech bývá hydrolýza katalyzována enzymy. Dobrým příkladem je hydrolýza molekuly ATP energie. Katalyzovaná hydrolýza se také používá pro trávení proteinů, sacharidů a lipidů (Helmenstine, 2017).

Odkazy

  1. (2016, 26. května). Hydrolýza. Převzato bez hranic: boundless.com.
  2. Clark, J. (2004). MECHANIZMUS PRO KYSELINOVOU KYSELINU HYDROLYSIS ESTERS. Zdroj: chemguide.co.uk: chemguide.co.uk.
  3. Encyclopædia Britannica. (2016, 16. listopadu). Hydrolýza. Převzato z britannica: britannica.com.
  4. Helmenstine, A. M. (2017, 23. března). Definice hydrolýzy a příklady. Převzato z thinkco: thoughtco.com.
  5. Ilustrovaný glosář organické chemie. (S.F.). Převzato z chem.ucla.edu: web.chem.ucla.edu.
  6. Patrina Kim, G. H. (2015, 20. října). Hydrolýza. Převzato z chem.libretexts.org: chem.libretexts.org.
  7. Phillips, T. (2016, 16. září). Vysvětlení hydrolýzy. Převzato z rovnováhy: thebalance.com.