Hydrolyse voorbeelden (van zouten, zuren, basen, organische C.)

de hydrolyse, in de chemie is het een reactie van dubbele ontbinding met water als een van de reactanten. Daarom, wanneer een verbinding wordt voorgesteld door de formule AB, waarbij A en B zijn atomen of groepen en water wordt voorgesteld door de formule HOH de hydrolysereactie worden weergegeven door reversibele chemische vergelijking: AB + HOH ⇌ AH + BOH.

Reagentia dan water en hydrolyseproducten kunnen neutrale moleculen, zoals in de meeste hydrolyse met ionische moleculen of verbindingen organisch afval, zoals bij de hydrolyse van zouten, zuren en basen.

In biotechnologie en levende organismen zijn deze stoffen vaak polymeren (Encyclopædia Britannica, 2016).

Het woord is afgeleid van hydro, Grieks voor water en lysis, wat "losmaken" betekent. Hydrolyse betekent de scheiding van chemicaliën wanneer ze aan water worden toegevoegd.

De drie hoofdsoorten hydrolyse zijn de hydrolyse van zouten, hydrolyse van zuren en hydrolyse van basen.

index

• 1 Hydrolyse van zouten
• 2 Hydrolyse van zuren
• 3 Base hydrolyse
• 4 Hydrolyse van organische verbindingen
• 5 Voorbeelden van hydrolyse
• 6 Referenties

Hydrolyse van zouten

In water dissociëren de zouten om ionen te vormen (volledig of onvolledig afhankelijk van de respectievelijke oplosbaarheidsconstante, Ks).

De hydrolyse waarbij ionische verbindingen zijn betrokken, kan worden geïllustreerd door de chemische veranderingen die optreden in een waterige oplossing van het natriumacetaatzout.

In oplossing worden de ionische bestanddelen van het zout (het acetaation en het natriumion) gescheiden. Watermoleculen combineren met acetaationen om azijnzuur- en hydroxide-ionen te vormen.

CH₃COONa + H₂O → CH₃COOH + Na⁺ + OH^-

Azijnzuur dissocieert reversibel in acetaationen en waterstofionen, maar slechts in zeer kleine mate, zodat het iongehalte van de oplossing grotendeels natrium- en hydroxide-ionen zijn. Daarom vertoont de oplossing basiseigenschappen (dat wil zeggen, veranderingen in lakmoespapier van rood naar blauw).

Een ander voorbeeld van hydrolyse van zouten is natriumchloride, dat in waterige oplossing de ionische bindingen van het zout verbreekt dat wordt gesolvateerd door water, zoals getoond in figuur 1 (Patrina Kim, 2015).

Figuur 1: hydrolyse van natriumchloride

Zure hydrolyse

Water kan werken als een zuur of een base, gebaseerd op de theorie van het Brønsted-Lowry-zuur. Als het werkt als een Bronsted-Lowry-zuur, doneert het watermolecuul een proton (H +), ook geschreven als een hydronium-ion (H3O) ⁺).

Als het als Bronsted-Lowry-basis fungeert, zou het een proton accepteren (H ⁺). Een zure hydrolyse reactie lijkt erg op een zure dissociatie reactie.

CH₃COOH + H₂O ⇌ CH₃COO^- + H₃O⁺

In de vorige reactie was het proton H⁺ van azijnzuur (CH₃COOH) wordt gedoneerd aan water en produceert H₃O⁺ en CH₃COO^- . De links tussen H⁺ en CH₃COO^- worden verbroken door de toevoeging van watermoleculen.

Een reactie met CH₃COOH, een zwak zuur, is vergelijkbaar met een zure dissociatie-reactie en water vormt een geconjugeerde base en een hydronium-ion. Wanneer een zwak zuur wordt gehydrolyseerd, wordt een hydroniumion geproduceerd (Illustrated Glossary of Organic Chemistry, S.F.).

Base hydrolyse

Een basische hydrolysereactie zal vergelijkbaar zijn met de basedissociatiereactie. Een veel voorkomende zwakke base die dissocieert in water is ammonia:

NH₃+H₂O⇌NH₄⁺+OH^-

Bij de hydrolyse van ammoniak, ammoniak molecuul accepteert een proton van water (dat wil zeggen, water werkt als een Bronsted-Lowry-zuur), waardoor een hydroxide-anion (OH^-).

Net als bij een basissplitsingsreactie, vormt ammoniak ammonium en een hydroxide uit de toevoeging van een watermolecuul.

Hydrolyse van organische verbindingen

Hydrolyse waarbij organische verbindingen zijn betrokken, kan worden geïllustreerd door de reactie van water met een ester van een carbonzuur.

Al deze esters hebben de algemene formule RCO-OR ', waarin R en R' combinatiegroepen zijn (bijvoorbeeld, als R en R 'beide de methylgroep voorstellen, CH₃, de ester is methylacetaat).

Hydrolyse omvat verschillende stadia, waarvan de langzaamste de vorming van een covalente binding tussen het zuurstofatoom van het watermolecuul en het esterkoolstofatoom is..

In opeenvolgende fasen, die erg snel zijn, wordt de koolstof-zuurstofbinding van de ester verbroken en worden de waterstofionen gescheiden van het oorspronkelijke watermolecuul en gebonden aan het ontluikende alcoholmolecuul. De volledige reactie wordt weergegeven door de vergelijking:

RCO-OR '+ H2O → RCO-OH + R'-OH.

Waar RCO-OH een molecuul van een carbonzuur betekent, duidt R'-OH een molecuul van een alcohol aan en geven de streepjes covalente bindingen weer die worden verbroken of gevormd tijdens de reactie. Figuur 2 illustreert een voorbeeld van de hydrolyse van methylacetaat (Clark, 2004).

Figuur 2: hydrolyse van methylacetaat

Hydrolysereacties in levende organismen worden uitgevoerd met behulp van katalyse door een klasse van enzymen die bekend staan ​​als hydrolasen.

Biochemische reacties die af te breken polymeren, zoals proteïnen (peptidebindingen tussen aminozuren), nucleotiden, complexe suikers en zetmeel en vetten worden gekatalyseerd door deze enzymklasse.

Binnen deze klasse hydrolyseren respectievelijk lipasen, amylasen en proteïnasen vetten, suikers en eiwitten (grenzeloos, 2016).

Bacteriën en schimmels die cellulose degraderen spelen een speciale rol bij de productie van papier en andere dagelijkse toepassingen van biotechnologie, omdat ze enzymen (cellulasen en esterasen) die cellulosepolysacchariden (polymeren van suikermoleculen) of glucose kunnen breken en ontleden stickies.

Er werd bijvoorbeeld proteinase aan het celextract toegevoegd om de peptiden te hydrolyseren en een mengsel van vrije aminozuren te produceren (Phillips, 2016).

Voorbeelden van hydrolyse

Het oplossen van een zout van een zwak zuur of van een base in water is een voorbeeld van een hydrolysereactie. Sterke zuren kunnen ook worden gehydrolyseerd. Het oplossen van zwavelzuur in water produceert bijvoorbeeld hydronium en bisulfaat.

De hydrolyse van een suiker heeft zijn eigen naam: versuikering. Suiker-sucrose kan bijvoorbeeld hydrolyse ondergaan om af te breken in zijn samenstellende suikers, glucose en fructose.

Op zuur gebaseerde gekatalyseerde hydrolyse is een ander type hydrolysereactie. Een voorbeeld is de hydrolyse van amiden.

In biologische systemen wordt hydrolyse meestal door enzymen gekatalyseerd. Een goed voorbeeld is de hydrolyse van het ATP-energiemolecuul. De gekatalyseerde hydrolyse wordt ook gebruikt voor de vertering van eiwitten, koolhydraten en lipiden (Helmenstine, 2017).

referenties

1. (2016, 26 mei). hydrolyse. Genomen van grenzeloos: boundless.com.
2. Clark, J. (2004). HET MECHANISME VOOR DE ZURE GEKALALYSEERDE HYDROLYSE VAN ESTERS. Opgehaald van chemguide.co.uk: chemguide.co.uk.
3. Encyclopædia Britannica. (2016, 16 november). hydrolyse. Ontleend aan britannica: britannica.com.
4. Helmenstine, A. M. (2017, 23 maart). Hydrolyse Definitie en voorbeelden. Uit thoughtco gehaald: thoughtco.com.
5. Geïllustreerde verklarende woordenlijst van organische chemie. (S.F.). Afkomstig van chem.ucla.edu: web.chem.ucla.edu.
6. Patrina Kim, G.H. (2015, 20 oktober). hydrolyse. Afkomstig van chem.libretexts.org: chem.libretexts.org.
7. Phillips, T. (2016, 16 september). Een verklaring van hydrolyse. Uit de balans gehaald: thebalance.com.