HIDROLIZA: OD ČEGA SE SASTOJE I PRIMJERI REAKCIJA - KEMIJA - 2025

Hidroliza je kemijska reakcija koje se mogu pojaviti u molekulama ili iona i anorganskim i organskim, a uključuje sudjelovanje vode prema lomljenju njegovih veza. Ime potječe od grčkog, 'hidro' vode i 'liza' puknuća.

Molekula vode, H ₂ O, uspostavlja ravnotežu s ionima soli slabih kiselina i baza, ovaj pojam pojavljuje po prvi put u općim ispitivanjima kemije i u analitičkoj kemiji. To je, dakle, jedna od najjednostavnijih kemijskih reakcija.

Opća jednadžba reakcije hidrolize. Izvor: Gabriel Bolívar.

U nekoliko primjera hidrolize, sama voda ne može razbiti određenu kovalentnu vezu. Kad se to dogodi, postupak se ubrzava ili katalizira acidifikacijom ili alkalizacijom medija; to jest, u prisutnosti H ₃ O ⁺ ili OH ^- iona, respektivno. Također, postoje enzimi koji kataliziraju hidrolizu.

Hidroliza zauzima posebno mjesto s obzirom na biomolekule, jer su veze koje drže svoje monomere pod određenim uvjetima podložne hidroliziranju. Na primjer, šećeri se hidroliziraju da razgrađuju polisaharide u njihove sastavne monosaharide zahvaljujući djelovanju enzima glukozidaze.

Što je hidroliza?

Slika iznad objašnjava što je hidroliza. Imajte na umu da ne samo molekula ili supstrat (ako enzimi posreduju) razbija svoju vezu, nego i sama voda, koja se "lomi" na H ⁺ i OH ^-, gdje H ⁺ završava s A, a OH ^- s B. AB Stoga reagira s molekulom vode, stvarajući dva proizvoda, AH i B-OH.

Hidroliza je, dakle, suprotna reakcija na kondenzaciju. U kondenzaciji se dva proizvoda, recimo AH i B-OH, ujedinjuju oslobađanjem male molekule: vode. Pri hidrolizi se troši molekula, dok se u kondenzaciji oslobađa ili stvara.

Vraćajući se primjeru šećera, pretpostavimo da AB odgovara sameru saharoze, gdje A predstavlja glukozu, a B predstavlja fruktozu. Glikozidna veza AB može se hidrolizirati tako da nastaju dva monosaharida odvojeno i u otopini, a isto se događa i s oligo i polisaharidi ako enzimi posreduju u takvim reakcijama.

Imajte na umu da u ovoj reakciji, onoj AB, strelica ima samo jedan smjer; to jest, to je nepovratna hidroliza. Međutim, mnoge su hidrolize u stvari reverzibilne reakcije koje dostižu ravnotežu.

Primjeri reakcija hidrolize

- ATP

ATP je stabilan između pH vrijednosti od 6,8 ​​do 7,4. Međutim, pri ekstremnim pH vrijednostima hidrolizira se spontano. U živim bićima hidrolizu kataliziraju enzimi poznati kao ATPaze:

ATP + H ₂ O => ADP + Pi

Ta je reakcija snažno ekstrogonična, budući da je entropija ADP veća od one ATP. Varijacija Gibbsove slobodne energije (ΔGº) je - 30,5 kJ / mol. Energija proizvedena hidrolizom ATP-a koristi se u brojnim endergonskim reakcijama.

Spojene reakcije

U nekim se slučajevima hidrolizom ATP-a koristi za pretvorbu spoja (A) u spoj (B).

A + ATP + H ₂ O <=> B + ADP + Pi + H ⁺

- Voda

Dvije molekule vode mogu reagirati jedna s drugom u očiglednoj hidrolizi:

H ₂ O + H ₂ O <=> H ₃ O ⁺ + OH ^-

Čini se kao da je jedan od tih molekula vode prijelom u H ⁺ i OH ^-, H ⁺ će vezati na atom kisika druge molekule vode, koja je dovela do hydronium iona, H ₃ O ⁺. Ova reakcija, a ne hidroliza, odnosi se na autoionizaciju ili autoprotolizu vode.

- Proteini

Proteini su stabilne makromolekule i za postizanje njihove potpune hidrolize u aminokiselinama koje ih čine su potrebni ekstremni uvjeti; poput koncentracije klorovodične kiseline (6 M) i visokih temperatura.

Međutim, živa bića obdarena su enzimatskim arsenalom koji omogućava hidrolizu proteina u aminokiseline u dvanaesniku. Enzimi koji su uključeni u probavu proteina gotovo u potpunosti izlučuju gušterača.

Postoje enzimi egzopeptidaze koji razgrađuju proteine, počevši od njihovih krajeva: aminopeptidaza na amino kraju i karboksipeptidaza na karboksilnom kraju. Enzimi endopeptidaze djeluju unutar proteinskog lanca, na primjer: tripsin, pepsin, kimotripsin, itd.

- Amidi i esteri

Kada se zagrijavaju u alkalnom mediju amidi dovode do karboksilne kiseline i amina:

RCONH ₂ + H ₂ O => RCOO ^- + NH ₂

Esteri u vodenom mediju hidroliziraju se u karboksilnu kiselinu i alkohol. Proces katalizira ili baza ili kiselina:

RCO-OR „+ H ₂ O => RCOOH + R'OH

Ovo je poznata reakcija saponifikacije.

- Kiselo-baza

U vodi se nekoliko vrsta hidrolizira kako bi zakislilo ili alkaliziralo vodeni medij.

Dodavanje osnovne soli

Natrijev acetat, bazična sol, disocira u vodi, čime se dobije NA ⁺ (natrijev) i CH ₃ COO ^- (acetat) ione. Njegova bazičnost je zbog činjenice da se hidrolizira acetat generirati OH ^- iona, a natrij ostaje nepromijenjen:

CH ₃ COO ^- + H ₂ O <=> CH ₃ COOH + OH ^-

OH ^- odgovoran je za pH kako bi porastao i postao bazičan.

Dodavanje kisele soli

Amonijev klorid (NH ₄ Cl) nastaje kloridnim ionom (Cl ^-) iz klorovodične kiseline (HCl), jakom kiselinom, a amonijevim kationom (NH ₄ ⁺) iz amonijevog hidroksida (NH ₄ OH)., slaba baza. Cl ^- ne disocira u vodi, ali se amonijev kation transformira u vodi na sljedeći način:

NH ₄ ⁺ + H ₂ O <=> NH ₃ + H ₃ O ⁺

Hidroliza amonijev kation proizvodi protona koji povećavaju kiselost vodenom mediju, te je zaključeno da NH ₄ Cl je sol kiseline.

Dodavanje neutralne soli

Natrijev klorid (NaCl) je proizvod soli reakcije jake baze (NaOH) s jakom kiselinom (HCl). Otapanjem natrijevog klorida u vodi nastaje natrijev kation (Na ⁺) i anion (Cl ^-). Oba iona se ne disociraju u vodi, tako da ne dodaju H ⁺ ili OH ^- održavajući svoj pH konstantnim.

Stoga se kaže da je natrijev klorid neutralna sol.

Reference

1. Mathews, CK, van Holde, KE i Ahern, KG (2002). Biokemija. (Treće izdanje). Uredi. Pearson-Addison Wesley.
2. Whitten, Davis, Peck i Stanley. (2008). Kemija (8. izd.). CENGAGE Učenje.
3. Helmenstine, Anne Marie, dr. Sc. (13. siječnja 2019.). Hidroliza: definicija i primjeri. Oporavilo od: misel.com
4. Theresa Phillips. (28. travnja 2019.). Objašnjenje procesa hidrolize. Oporavilo od: thebalance.com
5. Urednici Encyclopaedia Britannica. (2016., 16. studenog). Hidroliza. Encyclopædia Britannica. Oporavilo od: britannica.com
6. Wikipedia. (2019). Hidroliza. Oporavilo sa: en.wikipedia.org