Hydrolyysiesimerkkejä (suolojen, happojen, emästen, orgaanisen C n)

hydrolyysi, kemiassa se on kaksinkertaisen hajoamisen reaktio vedellä yhtenä reagensseista. Siksi, jos yhdistettä edustaa kaava AB, jossa A ja B ovat atomeja tai ryhmiä, ja vettä edustaa kaava HOH, hydrolyysireaktiota voidaan esittää käänteisellä kemiallisella yhtälöllä: AB + HOH ⇌ AH + BOH.

Muut reagenssit kuin vesi ja hydrolyysituotteet voivat olla neutraaleja molekyylejä - kuten useimmissa hydrolyyseissä, joissa käytetään orgaanisia yhdisteitä - tai ionisia molekyylejä, kuten suolojen, happojen ja emästen hydrolyysissä..

Bioteknologiassa ja elävissä organismeissa nämä aineet ovat usein polymeerejä (Encyclopædia Britannica, 2016).

Sana on peräisin vedestä, kreikkalaisesta vedestä ja lyysi, mikä tarkoittaa "purkaa". Hydrolyysi tarkoittaa kemikaalien erottamista, kun ne lisätään veteen.

Kolme pääasiallista hydrolyysityyppiä ovat suolojen hydrolyysi, happojen hydrolyysi ja emästen hydrolyysi.

indeksi

• 1 Suolojen hydrolyysi
• 2 Happojen hydrolyysi
• 3 Pohjahydrolyysi
• 4 Orgaanisten yhdisteiden hydrolyysi
• 5 Esimerkkejä hydrolyysistä
• 6 Viitteet

Suolojen hydrolyysi

Vedessä suolat dissosioituvat muodostamaan ioneja (täysin tai epätäydellisesti riippuen vastaavasta liukoisuusvakiosta, Ks).

Ionisia yhdisteitä sisältävää hydrolyysiä voidaan havainnollistaa kemiallisilla muutoksilla, jotka tapahtuvat natriumasetaattisuolan vesiliuoksessa.

Liuoksessa suolan ioniset aineosat (asetaatti-ioni ja natriumioni) erotetaan toisistaan. Vesimolekyylit yhdistyvät asetaatti-ionien kanssa etikkahapon ja hydroksidionien muodostamiseksi.

CH₃COONa + H₂O → CH₃COOH + Na⁺ + OH^-

Etikkahappo dissosioituu palautuvasti asetaatti-ioneiksi ja vetyioneiksi, mutta vain hyvin vähäisessä määrin, niin että liuoksen ionipitoisuus on pääosin natrium- ja hydroksidioneja. Siksi ratkaisulla on perusominaisuudet (eli muutokset litmuspaperia punaisesta siniseksi).

Toinen esimerkki suolojen hydrolyysistä on natriumkloridi, joka vesipitoisessa liuoksessa rikkoo suolan, joka on vesiliukoisena, ionisidokset, kuten kuviossa 1 on esitetty (Patrina Kim, 2015).

Kuvio 1: natriumkloridin hydrolyysi

Happohydrolyysi

Vesi voi toimia hapona tai emäksenä Brønsted-Lowry-hapon teorian perusteella. Jos se toimii Bronsted-Lowry-happona, vesimolekyyli lahjoittaa protonin (H +), joka on myös kirjoitettu hydroniumioniksi (H3O) ⁺).

Jos se toimii Bronsted-Lowryn pohjana, se hyväksyisi protonin (H ⁺). Happohydrolyysireaktio on hyvin samanlainen kuin happo dissosiaatioreaktio.

CH₃COOH + H₂O ⇌ CH₃COO^- + H₃O⁺

Edellisessä reaktiossa protoni H⁺ etikkahappoa (CH₃COOH) luovutetaan vedelle, jolloin muodostuu H₃O⁺ ja CH₃COO^- . Linkit H: n välillä⁺ ja CH₃COO^- rikkoutuvat lisäämällä vesimolekyylejä.

Reaktio CH: n kanssa₃COOH, heikko happo, on samanlainen kuin happo dissosiaatioreaktio, ja vesi muodostaa konjugaatti- emäksen ja hydroniumionin. Kun heikko happo hydrolysoidaan, muodostuu hydroniumioni (Illustrated Glossary of Organic Chemistry, S.F.)..

Emäksen hydrolyysi

Emäksinen hydrolyysireaktio on samanlainen kuin emäksen dissosiaatioreaktio. Yhteinen heikko emäs, joka hajoaa vedessä, on ammoniakki:

NH₃+H₂O⇌NH₄⁺+OH^-

Ammoniakin hydrolyysissä ammoniakkimolekyyli hyväksyy protonin vedestä (eli vesi toimii Bronsted-Lowry-hapona), joka tuottaa hydroksidianionin (OH^-).

Samalla tavoin kuin perusdisociaatioreaktio, ammoniakki muodostaa ammoniumia ja hydroksidia vesimolekyylin lisäyksestä.

Orgaanisten yhdisteiden hydrolyysi

Orgaanisia yhdisteitä sisältävää hydrolyysiä voidaan havainnollistaa veden reaktiolla karboksyylihapon esterin kanssa.

Kaikilla näillä estereillä on yleinen kaava RCO-OR ', jossa R ja R' ovat yhdistelmäryhmiä (esimerkiksi jos R ja R 'molemmat edustavat metyyliryhmää, CH₃, esteri on metyyliasetaatti).

Hydrolyysi käsittää useita vaiheita, joista hitaimmin muodostuu kovalenttinen sidos vesimolekyylin happiatomin ja esterihiiliatomin välillä.

Peräkkäisissä vaiheissa, jotka ovat hyvin nopeita, esterin hiilidioksidisidos rikkoutuu ja vetyionit erotetaan alkuperäisestä vesimolekyylistä ja sitoutuvat syntyvään alkoholimolekyyliin. Täydellinen reaktio esitetään yhtälöllä:

RCO-OR '+ H2O → RCO-OH + R'-OH.

Kun RCO-OH tarkoittaa karboksyylihapon molekyyliä, R'-OH merkitsee alkoholin molekyyliä ja viivat edustavat kovalenttisia sidoksia, jotka ovat rikkoutuneet tai muodostuneet reaktion aikana. Kuvio 2 havainnollistaa esimerkkiä metyyliasetaatin hydrolyysistä (Clark, 2004).

Kuvio 2: metyyliasetaatin hydrolyysi

Elävien organismien hydrolyysireaktiot suoritetaan katalyysin avulla hydrolaaseina tunnetun entsyymiluokan avulla.

Biokemialliset reaktiot, jotka hajottavat polymeerit, kuten proteiinit (aminohappojen väliset peptidisidokset), nukleotidit, kompleksiset sokerit ja tärkkelys, ja rasvat katalysoivat tämän luokan entsyymit.

Tässä luokassa lipaasit, amylaasit ja proteinaasit hydrolysoivat rasvoja, sokereita ja proteiineja (Boundless, 2016).

Selluloosaa hajottavilla bakteereilla ja sienillä on erityinen merkitys paperin ja muiden bioteknologian jokapäiväisten sovellusten valmistuksessa, koska niillä on entsyymejä (sellulaaseja ja esteraaseja), jotka voivat hajottaa selluloosan polysakkarideiksi (sokerimolekyylien polymeereiksi) tai glukoosiksi ja hajottaa stickies.

Esimerkiksi proteinaasi lisättiin solu-uutteeseen peptidien hydrolysoimiseksi ja vapaiden aminohappojen seoksen tuottamiseksi (Phillips, 2016).

Esimerkkejä hydrolyysistä

Heikon hapon tai emäksen suolan liuottaminen veteen on esimerkki hydrolyysireaktiosta. Voimakkaat hapot voidaan myös hydrolysoida. Esimerkiksi rikkihapon liuottaminen veteen tuottaa hydroniumia ja bisulfaattia.

Sokerin hydrolyysillä on oma nimensä: sokerointi. Esimerkiksi sokeri-sakkaroosi voidaan hydrolysoida hajoamaan sen komponentiksi sokereiksi, glukoosiksi ja fruktoosiksi.

Happo-emäksinen katalysoitu hydrolyysi on toinen hydrolyysireaktion tyyppi. Esimerkki on amidien hydrolyysi.

Biologisissa järjestelmissä entsyymit katalysoivat hydrolyysin. Hyvä esimerkki on ATP-energiamolekyylin hydrolyysi. Katalysoitua hydrolyysiä käytetään myös proteiinien, hiilihydraattien ja lipidien pilkkomiseen (Helmenstine, 2017).

viittaukset

1. (2016, 26. toukokuuta). hydrolyysi. Takaisin rajattomasta: boundless.com.
2. Clark, J. (2004). ESTERIEN HAPITALOITETTU HYDROLYSISEN MEKANISMI. Haettu osoitteesta chemguide.co.uk: chemguide.co.uk.
3. Encyclopædia Britannica. (2016, 16. marraskuuta). hydrolyysi. Britannica: britannica.com.
4. Helmenstine, A. M. (2017, maaliskuu 23). Hydrolyysin määrittely ja esimerkit. Thinkcosta otettu: thinkco.com.
5. Kuvitettu orgaanisen kemian sanasto. (S.F.). Otettu osoitteesta chem.ucla.edu: web.chem.ucla.edu.
6. Patrina Kim, G. H. (2015, 20. lokakuuta). hydrolyysi. Otettu osoitteesta chem.libretexts.org: chem.libretexts.org.
7. Phillips, T. (2016, 16. syyskuuta). Selitys hydrolyysistä. Otettu tasapainosta: thebalance.com.