Hydrolyseprøver (av salter, syre, baser, organisk C.)

den hydrolyse, I kjemi er det en reaksjon av dobbelt dekomponering med vann som en av reaktantene. Derfor, hvis en forbindelse som er representert ved formelen AB hvori A og B er atomer eller grupper og vann er representert ved formelen HOH, hydrolysereaksjonen kan representeres ved reversibel kjemisk ligning: AB + HOH ⇌ AH + BOH.

Reagenser enn vann og hydrolyseprodukter kan være nøytrale molekyler, som i de fleste hydrolyse involverer ioniske molekyler eller forbindelser av organisk avfall, som ved hydrolyse av salter, syrer og baser.

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

Ordet er avledet fra hydro, gresk for vann og lysis, som betyr "å løsne". Hydrolyse betyr separasjon av kjemikalier når de tilsettes til vann.

De tre hovedtyper av hydrolyse er hydrolysen av salter, hydrolyse av syrer og hydrolyse av baser.

index

• 1 Hydrolys av salter
• 2 Hydrolys av syrer
• 3 Basishydrolyse
• 4 Hydrolyse av organiske forbindelser
• 5 Eksempler på hydrolyse
• 6 Referanser

Hydrolys av salter

I vann dissosieres saltene for å danne ioner (helt eller ufullstendig avhengig av den respektive løselighetskonstanten, Ks).

Hydrolysen som involverer ioniske forbindelser kan illustreres ved de kjemiske forandringene som forekommer i en vandig oppløsning av natriumacetatsaltet.

I oppløsning separeres de ioniske bestanddelene i saltet (acetat-ionet og natriumionet). Vannmolekyler kombinerer med acetatjoner for å danne eddiksyre og hydroksidioner.

CH₃COONa + H₂O → CH₃COOH + Na⁺ + OH^-

Eddiksyre dissocieres reversibelt i acetationer og hydrogenioner, men bare i svært liten grad, slik at ionets innhold av løsningen hovedsakelig er natrium- og hydroksidioner. Derfor viser løsningen grunnleggende egenskaper (dvs. endringer i litmuspapir fra rød til blå).

Et annet eksempel på hydrolyse av salter er natriumklorid, som i vandig oppløsning bryter de ioniske bindingene av saltet som er solvatisert av vann som vist i figur 1 (Patrina Kim, 2015).

Figur 1: hydrolyse av natriumklorid

Syr hydrolyse

Vann kan fungere som en syre eller en base, basert på teorien om Brønsted-Lowry-syre. Hvis det virker som en Bronsted-Lowry-syre, vil vannmolekylet donere en proton (H +), også skrevet som et hydroniumion (H3O) ⁺).

Hvis det virker som en Bronsted-Lowry-base, ville det akseptere en proton (H ⁺). En sur hydrolysereaksjon ligner meget på en syredissosjonsreaksjon.

CH₃COOH + H₂O ⇌ CH₃COO^- + H₃O⁺

I den forrige reaksjonen har protonen H⁺ av eddiksyre (CH₃COOH) doneres til vann, hvilket gir H₃O⁺ og CH₃COO^- . Koblingene mellom H⁺ og CH₃COO^- brytes ved tilsetning av vannmolekyler.

En reaksjon med CH₃COOH, en svak syre, ligner en syre dissosieringsreaksjon, og vann danner en konjugatbase og et hydroniumion. Når en svak syre blir hydrolysert, produseres et hydroniumion (Illustrated Glossary of Organic Chemistry, S.F.).

Basishydrolyse

En grunnleggende hydrolysereaksjon vil lignes på basisdissocieringsreaksjonen. En vanlig svak base som dissosierer i vann er ammoniakk:

NH₃+H₂O⇌NH₄⁺+OH^-

Ved hydrolyse av ammoniakk, aksepterer den ammoniakkmolekylet et proton fra vann (dvs. vann fungerer som en Bronsted-Lowry-syre), som produserer en hydroksidanion (OH^-).

I likhet med en grunnleggende dissosjonsreaksjon danner ammoniakk ammonium og et hydroksyd fra tilsetning av et vannmolekyl.

Hydrolyse av organiske forbindelser

Hydrolyse som involverer organiske forbindelser kan illustreres ved omsetning av vann med en ester av en karboksylsyre.

Alle disse esterene har den generelle formel RCO-OR ', hvori R og R' er kombinasjonsgrupper (for eksempel hvis R og R 'begge representerer metylgruppen, CH₃, esteren er metylacetat).

Hydrolyse involverer flere stadier, hvorav den langsommere er dannelsen av en kovalent binding mellom oksygenatomet i vannmolekylet og esterkarbonatomet.

I suksessive stadier, som er veldig raske, blir karbon-oksygenbindingen av esteren brutt, og hydrogenioner er separert fra det opprinnelige vannmolekylet og bundet til det voksende alkoholmolekylet. Den komplette reaksjonen er representert ved ligningen:

RCO-OR '+ H20 → RCO-OH + R'-OH.

Hvor RCO-OH betegner et molekyl av en karboksylsyre, betyr R'-OH et molekyl av en alkohol, og bindestrek representerer kovalente bindinger som brytes eller dannes under reaksjonen. Figur 2 illustrerer et eksempel på hydrolysen av metylacetat (Clark, 2004).

Figur 2: hydrolyse av metylacetat

Hydrolysereaksjoner i levende organismer utføres ved hjelp av katalyse av en klasse enzymer kjent som hydrolaser.

De biokjemiske reaksjonene som bryter ned polymerer, som proteiner (peptidbindinger mellom aminosyrer), nukleotider, komplekse sukkerarter og stivelse, og fett katalyseres av denne klassen enzymer.

Innenfor denne klassen lipaser, amylaser og proteinaser hydrolyserer fett, sukker og proteiner (Boundless, 2016).

Bakterier og sopp som nedbryter cellulose spille en spesiell rolle i produksjonen av papir og andre daglige anvendelse av bioteknologi, fordi de er enzymer (cellulaser og esteraser) som kan bryte cellulose-polysakkarider (polymerer av sukkermolekyler) eller glukose og dekomponerer Huskelapper.

For eksempel ble proteinase tilsatt til celleekstraktet for å hydrolysere peptidene og fremstille en blanding av frie aminosyrer (Phillips, 2016).

Eksempler på hydrolyse

Oppløsningen av et salt av en svak syre eller av en base i vann er et eksempel på en hydrolysereaksjon. Sterke syrer kan også hydrolyseres. For eksempel produserer oppløsningen av svovelsyre i vann hydronium og bisulfat.

Hydrolysen av et sukker har sitt eget navn: sakkarifisering. For eksempel kan sukkersuksrose undergå hydrolyse for å bryte ned i sin komponent sukker, glukose og fruktose.

Syrebasert katalysert hydrolyse er en annen type hydrolysereaksjon. Et eksempel er hydrolysen av amider.

I biologiske systemer har hydrolyser tendens til å bli katalysert av enzymer. Et godt eksempel er hydrolysen av ATP-energimolekylet. Den katalyserte hydrolysen brukes også til fordøyelsen av proteiner, karbohydrater og lipider (Helmenstine, 2017).

referanser

1. (2016, 26. mai). hydrolyse. Tatt fra grenseløs: boundless.com.
2. Clark, J. (2004). Mekanismen for syrekatalysert hyldrolyse av østers. Hentet fra chemguide.co.uk: chemguide.co.uk.
3. Encyclopædia Britannica. (2016, 16. november). hydrolyse. Hentet fra britannica: britannica.com.
4. Helmenstine, A. M. (2017, 23. mars). Hydrolys Definisjon og Eksempler. Tatt fra thoughtco: thoughtco.com.
5. Illustrert ordliste for organisk kjemi. (S.F.). Tatt fra chem.ucla.edu: web.chem.ucla.edu.
6. Patrina Kim, G. H. (2015, 20. oktober). hydrolyse. Hentet fra chem.libretexts.org: chem.libretexts.org.
7. Phillips, T. (2016, 16. september). En forklaring på hydrolyse. Tatt fra balansen: thebalance.com.