Esempi di idrolisi (di sali, acidi, basi, C. organico)

il idrolisi, in chimica, è una reazione di doppia decomposizione con l'acqua come uno dei reagenti. Pertanto, se un composto è rappresentato dalla formula AB in cui A e B sono atomi o gruppi e l'acqua è rappresentata dalla formula HOH, la reazione di idrolisi può essere rappresentata dall'equazione chimica reversibile: AB + HOH ⇌ AH + BOH.

Reagenti diversi dai prodotti di acqua e idrolisi possono essere molecole neutre - come nella maggior parte dell'idrolisi che coinvolge composti organici - o molecole ioniche, come nell'idrolisi di sali, acidi e basi.

Nella biotecnologia e negli organismi viventi, queste sostanze sono spesso polimeri (Encyclopædia Britannica, 2016).

La parola deriva da idro, greco per l'acqua e lisi, che significa "perdere". Idrolisi significa separazione dei prodotti chimici quando vengono aggiunti all'acqua.

I tre principali tipi di idrolisi sono l'idrolisi dei sali, l'idrolisi degli acidi e l'idrolisi delle basi.

indice

• 1 idrolisi di sali
• 2 Idrolisi degli acidi
• 3 idrolisi di base
• 4 Idrolisi di composti organici
• 5 esempi di idrolisi
• 6 riferimenti

Idrolisi di sali

In acqua, i sali si dissociano per formare ioni (completamente o in modo incompleto a seconda della rispettiva costante di solubilità, Ks).

L'idrolisi che coinvolge composti ionici può essere illustrata dai cambiamenti chimici che si verificano in una soluzione acquosa del sale di acetato di sodio.

In soluzione, i costituenti ionici del sale (lo ione acetato e lo ione sodio) sono separati. Le molecole d'acqua si combinano con gli ioni acetato per formare ioni acido acetico e idrossido.

CH₃COONa + H₂O → CH₃COOH + Na⁺ + OH^-

L'acido acetico si dissocia reversibilmente in ioni acetato e ioni idrogeno, ma solo in misura molto piccola, così che il contenuto ionico della soluzione è in gran parte ioni sodio e idrossido. Pertanto, la soluzione presenta proprietà di base (ad esempio, le modifiche alla carta di tornasole dal rosso al blu).

Un altro esempio di idrolisi di sali è il cloruro di sodio, che in soluzione acquosa rompe i legami ionici del sale che viene solvatato dall'acqua come mostrato nella Figura 1 (Patrina Kim, 2015).

Figura 1: idrolisi del cloruro di sodio

Idrolisi acida

L'acqua può agire come un acido o una base, basata sulla teoria dell'acido di Brønsted-Lowry. Se agisce come un acido di Bronsted-Lowry, la molecola d'acqua donerà un protone (H +), anch'esso scritto come ione idronio (H3O) ⁺).

Se agisce come una base di Bronsted-Lowry, accetterebbe un protone (H ⁺). Una reazione di idrolisi acida è molto simile a una reazione di dissociazione acida.

CH₃COOH + H₂O ⇌ CH₃COO^- + H₃O⁺

Nella reazione precedente, il protone H⁺ di acido acetico (CH₃COOH) è donato all'acqua, producendo H₃O⁺ e CH₃COO^- . I collegamenti tra H⁺ e CH₃COO^- Sono rotti dall'aggiunta di molecole d'acqua.

Una reazione con CH₃Il COOH, un acido debole, è simile a una reazione di dissociazione acida e l'acqua forma una base coniugata e uno ione idronio. Quando un acido debole viene idrolizzato, viene prodotto uno ione idronio (Illustrated Glossary of Organic Chemistry, S.F.).

Idrolisi di base

Una reazione di idrolisi basica sarà simile alla reazione di dissociazione di base. Una base debole comune che si dissocia in acqua è l'ammoniaca:

NH₃+ H₂O⇌NH₄⁺+ OH⁻

Nell'idrolisi dell'ammoniaca, la molecola di ammoniaca accetta un protone dall'acqua (cioè l'acqua agisce come un acido di Bronsted-Lowry), producendo un anione idrossido (OH^-).

Simile ad una reazione di dissociazione di base, l'ammoniaca forma ammonio e un idrossido dall'aggiunta di una molecola d'acqua.

Idrolisi di composti organici

L'idrolisi che coinvolge composti organici può essere illustrata dalla reazione di acqua con un estere di un acido carbossilico.

Tutti questi esteri hanno la formula generale RCO-OR ', in cui R e R' sono gruppi di combinazione (ad esempio, se R e R 'rappresentano entrambi il gruppo metile, CH₃, l'estere è metil acetato).

L'idrolisi comporta diverse fasi, di cui la più lenta è la formazione di un legame covalente tra l'atomo di ossigeno della molecola d'acqua e l'atomo di carbonio dell'estere.

In fasi successive, che sono molto veloci, il legame estere carbonio-ossigeno è rotto e gli ioni idrogeno vengono rimossi dalla molecola originale acqua e si legano alla molecola alcol nascente. La reazione completa è rappresentata dall'equazione:

RCO-OR '+ H2O → RCO-OH + R'-OH.

In cui RCO-OH denota una molecola di acido carbossilico, R'-OH denota una molecola di un alcool e trattini rappresentano legami covalenti che sono rotti o formano durante la reazione. Un esempio di idrolisi di acetato di metile (Clark, 2004) illustrato nella figura 2.

Figura 2: idrolisi di metil acetato

reazioni di idrolisi in organismi viventi sono realizzati con l'ausilio di catalisi da una classe di enzimi noti come idrolasi.

reazioni biochimiche che abbattere polimeri, come le proteine ​​(legami peptidici tra gli amminoacidi), nucleotidi, zuccheri complessi e amido e grassi sono catalizzate da questa classe di enzimi.

All'interno di questa classe, lipasi, amilasi e proteasi idrolizzano grassi, zuccheri e proteine, rispettivamente (Boundless, 2016).

Batteri e funghi che degradano la cellulosa hanno un ruolo speciale nella produzione di carta e altre applicazioni di uso quotidiano delle biotecnologie, perché sono enzimi (cellulasi e esterasi) che possono rompere polisaccaridi (cellulosa polimeri di molecole di zucchero) o di glucosio e si decompongono Stickies.

Ad esempio, proteasi è stato inserito l'estratto di cellule, al fine di idrolizzare peptidi e produrre una miscela di aminoacidi liberi (Phillips, 2016).

Esempi di idrolisi

La dissoluzione di un sale di un acido debole o di una base in acqua è un esempio di una reazione di idrolisi. Gli acidi forti possono anche essere idrolizzati. Ad esempio, la dissoluzione dell'acido solforico in acqua produce idronio e bisolfato.

L'idrolisi di uno zucchero ha il suo nome: saccarificazione. Ad esempio, il saccarosio di zucchero può essere sottoposto a idrolisi per scomporre i suoi zuccheri componenti, glucosio e fruttosio.

L'idrolisi catalizzata acido-base è un altro tipo di reazione di idrolisi. Un esempio è l'idrolisi delle ammidi.

Nei sistemi biologici, l'idrolisi tende ad essere catalizzata dagli enzimi. Un buon esempio è l'idrolisi della molecola di energia ATP. idrolisi catalizzata è utilizzato anche per la digestione delle proteine, carboidrati e lipidi (Helmenstine, 2017).

riferimenti

1. (26 maggio 2016). idrolisi. Tratto da sconfinato: boundless.com.
2. Clark, J. (2004). IL MECCANISMO PER L'ACIDO CATALIZZATO IDROLISI DEGLI ESTERI. Estratto da chemguide.co.uk: chemguide.co.uk
3. Encyclopædia Britannica. (16 novembre 2016). idrolisi. Tratto da britannica: britannica.com.
4. Helmenstine, A. M. (2017, 23 marzo). Definizione ed esempi di idrolisi. Tratto da thoughtco: thoughtco.com.
5. Glossario illustrato di chimica organica. (S.F.). Tratto da chem.ucla.edu: web.chem.ucla.edu.
6. Patrina Kim, G. H. (2015, 20 ottobre). idrolisi. Tratto da chem.libretexts.org: chem.libretexts.org.
7. Phillips, T. (2016, 16 settembre). Una spiegazione di idrolisi. Tratto dal bilanciamento: thebalance.com.