Надо Знать

добавить знаний



Гидролиз



План:


Введение

Гидролиз (от дав.-гр. ὕδωρ - Вода и λύσις - Разложение) - реакция обменного разложения между веществом и водой, один из видов сольволиза. При гидролизе солей образуются кислоты и щелочи. Органические соединения гидролизуются в присутствии кислот (кислотный гидролиз) или щелочей (щелочной гидролиз). Гидролиза подвергаются чаще всего соединения углерода с галогенами.


1. Типы

Гидролиз - химический процесс, разновидность сольволиза, в котором исходные молекулы разлагаются при участии молекулы воды с выходом новых веществ.

Самый распространенный тип гидролиза происходит, когда соль слабой кислоты или слабого основания (или обе соли) растворяются в воде. Соль распадается на положительные и отрицательные ионы. Например, ацетат натрия диссоциирует в воде в ацетат натрия и ионы натрия. Ионы натрия с ионами гидроксила реагируют очень мало, в то время как ацетат-ионы в сочетании с ионами водорода - лучше, для получения нейтральной уксусной кислоты, и конечным результатом является относительное преобладание гидроксильных ионов, в результате чего продукты основные.


1.1. Гидролиз солей

Гидролиз солей - разновидность реакций гидролиза, обусловленного протеканием реакций ионного обмена в растворах (преимущественно, водных) растворимых солей-электролитов. Движущей силой процесса является взаимодействие ионов с водой, что приводит к образованию слабого электролита в ионном или (реже) молекулярном виде ("связывания ионов").

Различают обратимый и необратимый гидролиз солей:

  • 1. Гидролиз соли слабой кислоты и сильного основания (гидролиз по аниону):

CO 2 - 3 + H 2 O = HCO - 3 + OH -

Na 2 CO 3 + Н 2 О = NaHCO 3 + NaOH

(Раствор имеет слабощелочную среду, реакция протекает обратимо, гидролиз по второй ступени протекает в незначительной степени)

  • 2. Гидролиз соли сильной кислоты и слабого основания (гидролиз по катиону):

Cu 2 + + Н 2 О = CuOH + + Н +

CuCl 2 + Н 2 О = CuOHCl + HCl

(Раствор имеет слабокислую среду, реакция протекает обратимо, гидролиз по второй ступени протекает в незначительной степени)

  • 3. Гидролиз соли слабой кислоты и слабого основания:

2Al 3 + +3 S 2 - +6 Н 2 О = 2Al (OH) 3 (осадок) +3 H 2 S (газ)

Al 2 S 3 +6 H 2 O = 2Al (OH) 3 +3 H 2 S

(Равновесие смещено в сторону продуктов, гидролиз протекает практически полностью, так как оба продукта реакции идут из зоны реакции в виде осадка или газа).

Соль сильной кислоты и сильного основания не подвергается гидролизу, и раствор нейтрален.


2. Роль гидролиза в органической химии

При нормальных условиях происходит только несколько реакций между водой и органическими соединениями. В общем, сильные кислоты или щелочи добавляются в целях достижения гидролиза, где вода не имеет никакого эффекта. Они считаются катализаторами, предназначенные для ускорения реакции, но восстанавливаются по ее завершении.

Кислотно / основной-катализований гидролиз очень распространен, одним из примеров его является гидролиз амидов или эфиров. Он происходит, когда нуклеофил (молекула с положительно заряженным ядром, например, воды или гидроксильных ионов) атакует углерод карбонильной группы эфира или амида. В водной среде гидроксильные ионы являются лучшими нуклеофилами, чем диполи, такие как вода. Карбонильные группы становятся протонованимы, и это приводит к упрощению нуклеофильной атаки. Продукты гидролиза - соединения с группами карбоновой кислоты.

Классический пример гидролиза эфира - омыления. Это гидролиз триглицеридов (жира) с водной основы, например, гидроксид натрия (NaOH). Во время процесса образуется глицерин, и жирные кислоты реагируют с основаниями, превращая их в соли, которые называются мылами и обычно используются в домашнем хозяйстве.

Кроме того, гидролиз - важный процесс в растительных и животных организмах, наиболее значимые примеры - обмен веществ и хранения энергии. Все живые клетки требуют постоянного энергоснабжения для двух основных целей: биосинтеза макро-и микромолекулы и активного транспорта ионов и молекул через клеточные мембраны. Энергия, получаемая от окисления питательных веществ, не используется непосредственно, напрямую, а направляется в специальные молекулы хранения энергии - аденозинтрифосфат (АТФ), - с помощью сложных и многоступенчатых реакций.

Молекулы АТФ содержит пирофосфат связей (образованных, когда объединяются две единицы фосфата), что видилябть энергию, когда это необходимо. АТФ может подвергаться гидролизу двумя способами: удаление конечного фосфата в форме аденозина (АДФ) и неорганического фосфата, или удаление терминала дифосфата для получения аденозина монофосфата (AMФ) и пирофосфата. Последнее, как правило, сколов далее дают два фосфатов. В результате биосинтеза реакции, которые не встречаются в одиночку, могут управляться в направлении синтеза при фосфатных связей прошли гидролиза.

Кроме того, в живых системах большинство биохимических реакций, в том числе гидролиз АТФ, происходит в ходе катализа ферментов. Каталитическое действие ферментов делает гидролиз белков, жиров, масел и углеводов. Как пример можно рассмотреть протеазы, ферменты, помогающие пищеварению, вызывая гидролиз пептидных связей в белках. Они катализируют гидролиз пептидных связей в пептидной цепи, в отличие от екзопептидаз, катализирующих гидролиз связей конечного пептида, освобождая отдельные свободные аминокислоты.

Однако, протеазы не катализируют гидролиз всех видов белков. Их действие стерео-селективная: только белки с определенной третичной структурой. Потому что необходима определенная ориентация молекулы, чтобы амидная группа находилась в определенном месте для катализа. Эта специфика сохраняет целостность других белков, таких как гормоны, и, следовательно, биологическая система продолжает функционировать в обычном режиме.


См.. также

Литература


код для вставки
Данный текст может содержать ошибки.

скачать

© Надо Знать
написать нам