ХИДРОЛИЗА: ОД ЧЕГА СЕ САСТОЈЕ И ПРИМЕРИ РЕАКЦИЈА - ХЕМИЈА - 2025

Хидролиза је хемијска реакција која се може јавити код молекула или јона и неорганских и органских, и укључује учешће воде на разбијању његових обвезница. Име јој потиче од грчког, "хидро" воде и "лиза" пукнућа.

Молекул воде, Х ₂ О, успоставља равнотежу са јонима соли слабих киселина и база, овај концепт се појављује по први пут у општим студијама хемије иу аналитичкој хемији. То је, дакле, једна од најједноставнијих хемијских реакција.

Општа једначина за реакцију хидролизе. Извор: Габриел Боливар.

У неколико примера хидролизе, сама вода није у стању да прекине одређену ковалентну везу. Када се то догоди, процес се убрзава или катализује закисељавањем или алкализацијом медијума; односно у присуству Х ₃ О ⁺ и ОХ ^- јона , респективно. Такође, постоје ензими који катализују хидролизу.

Хидролиза заузима посебно место у погледу биомолекула, пошто су везе које држе своје мономере подложне хидролизирању под одређеним условима. На пример, шећери се хидролишу да разграђују полисахариде у њихове саставне моносахариде захваљујући деловању ензима глукозидазе.

Шта је хидролиза?

Слика изнад објашњава шта је хидролиза. Имајте на уму да не само молекул или супстрат (ако ензими посредују) прекида своју везу, већ и сама вода, која се "ломи" на Х ⁺ и ОХ ^- , где Х ⁺ завршава са А, а ОХ ^- са Б. АБ Стога реагује са молекулом воде, стварајући два производа, АХ и Б-ОХ.

Хидролиза је, дакле, супротна реакција на кондензацију. У кондензацији се два производа, рецимо АХ и Б-ОХ, уједињују ослобађањем малог молекула: воде. При хидролизи се троши молекул, док се у кондензацији ослобађа или ствара.

Враћајући се примеру шећера, претпоставимо да АБ одговара самеру сахарозе, где А представља глукозу, а Б представља фруктозу. Гликозидна веза АБ се може хидролизовати тако да настају два моносахарида одвојено и у раствору, а исто се догађа и са олиго и полисахариди ако ензими посредују у таквим реакцијама.

Имајте на уму да у овој реакцији, она од АБ, стрелица има само један правац; то јест, то је неповратна хидролиза. Међутим, многе хидролизе су заправо реверзибилне реакције које достижу равнотежу.

Примери реакција хидролизе

- АТП

АТП је стабилан између пХ вредности од 6,8 до 7,4. Међутим, при екстремним пХ вредностима се хидролизује спонтано. У живим бићима хидролизу катализују ензими познати као АТПазе:

АТП + Х ₂ О => АДП + Пи

Ова реакција је снажно екстрогонична, јер је ентропија АДП већа од оне АТП. Варијација Гиббсове слободне енергије (ΔГº) је - 30,5 кЈ / мол. Енергија добијена хидролизом АТП-а користи се у бројним ендергонским реакцијама.

Спојене реакције

У неким случајевима, хидролиза АТП се користи за конверзију једињења (А) у једињење (Б).

А + АТП + Х ₂ О <=> Б + АДП + Пи + Х ⁺

- Вода

Два молекула воде могу реагирати једни са другима у очигледној хидролизи:

Х ₂ О + Х ₂ О <=> Х ₃ О ⁺ + ОХ ^-

То је као да један од ових молекула воде фрактуру у Х ⁺ и ОХ ^- , Х ⁺ да везују за атом кисеоника другог молекула воде, што доводи до хидронијум јон, Х ₃ О ⁺ . Ова реакција, а не хидролиза, односи се на аутоионизацију или аутопротолизу воде.

- Протеини

Протеини су стабилне макромолекуле и да би се постигла њихова потпуна хидролиза, у аминокиселинама које их чине су потребни екстремни услови; као што је концентрација хлороводоничне киселине (6 М) и високе температуре.

Међутим, жива бића су обдарена ензиматским арсеналом који омогућава хидролизу протеина у аминокиселине у дванаестопалачном цреву. Ензими који су укључени у варење протеина готово у потпуности излучују гуштерача.

Постоје ензими егзопептидазе који разграђују протеине, почевши од њихових крајева: аминопептидаза на амино крају и карбоксипептидаза на карбоксилном крају. Ензими ендопептидазе показују своје деловање унутар ланца протеина, на пример: трипсин, пепсин, химотрипсин, итд.

- Амиди и естри

Када се загревају у алкалном медијуму, амиди стварају карбоксилну киселину и амине:

РЦОНХ ₂ + Х ₂ О => РЦОО ^- + НХ ₂

Естери у воденом медијуму се хидролизују у карбоксилну киселину и алкохол. Процес се катализује или базом или киселином:

РЦО-ОР '+ Х ₂ О => РЦООХ + Р'ОХ

Ово је позната реакција сапонификације.

- Кисела база

У води се неколико врста хидролизује да закисели или алкализује водени медијум.

Додавање основне соли

Натријум ацетат, базна со, одваја у води дајући На ⁺ (натријум) и ЦХ ₃ ЦОО ^- (ацетат) јона . Његова основна вредност је због чињенице да се ацетат хидролизује да би се створили ОХ ^- јони , а натријум остаје непромењен:

ЦХ ₃ ЦОО ^- + Х ₂ О <=> ЦХ ₃ ЦООХ + ОХ ^-

ОХ ^- одговоран је за пХ да порасте и постане базичан.

Додавање киселе соли

Амонијум-хлорид (НХ ₄ Цл) настаје хлоридним јоном (Цл ^- ) из хлороводоничне киселине (ХЦл), јаком киселином и амонијум-катионом (НХ ₄ ⁺ ) из амонијум хидроксида (НХ ₄ ОХ) , слаба база. Цл ^- не дисоцира у води, али се амонијум-катион трансформише у води на следећи начин:

НХ ₄ ⁺ + Х ₂ О <=> НХ ₃ + Х ₃ О ⁺

Хидролиза амонијум катјона даје протоне које повећавају киселост воденог медијума, за које се констатује да НХ ₄ Цл је кисела со.

Додавање неутралне соли

Натријум-хлорид (НаЦл) је производ соли реакције јаке базе (НаОХ) са јаком киселином (ХЦл). Растварањем натријум хлорида у води настаје натријум катион (На ⁺ ) и анион (Цл ^- ). Оба јона се не дисоцирају у води, тако да не додају Х ⁺ или ОХ ^- одржавајући свој пХ константним.

Стога се каже да је натријум хлорид неутрална со.

Референце

1. Матхевс, ЦК, ван Холде, КЕ и Ахерн, КГ (2002). Биохемија. (Треће издање). Уредити. Пеарсон-Аддисон Веслеи.
2. Вхиттен, Давис, Пецк и Станлеи. (2008). Хемија (8. изд.). ЦЕНГАГЕ Учење.
3. Хелменстине, др Анне Марие (13. јануара 2019). Хидролиза: дефиниција и примери. Опоравак од: тхинкцо.цом
4. Тхереса Пхиллипс. (28. априла 2019). Објашњење процеса хидролизе. Опоравак од: тхебаланце.цом
5. Уредници Енцицлопаедиа Британница. (2016., 16. новембра). Хидролиза. Енцицлопӕдиа Британница. Опоравак од: британница.цом
6. Википедиа. (2019). Хидролиза. Опоравак од: ен.википедиа.орг