- Какво е хидролиза?
- Примери за реакции на хидролиза
- - ATP
- Куплирани реакции
- - Вода
- - Протеини
- - Амиди и естери
- - Киселинно-основа
- Добавя се основна сол
- Добавя се кисела сол
- Добавяне на неутрална сол
- Препратки
На хидролизата е химическа реакция, която може да възникне в молекули или йони както неорганични и органични, и включва участието на вода за разчупването на нейните връзки. Името му произхожда от гръцкото, „хидро“ на водата и „лизис“ на разкъсване.
Молекулата на вода, H 2 O, установява равновесие с йоните на соли на слаби киселини и основи, това понятие се появяват за първи път в общи проучвания на химията и в аналитичната химия. Следователно това е една от най-простите химични реакции.
Общо уравнение за реакция на хидролиза. Източник: Габриел Боливар.
В няколко примера за хидролиза, само водата не е в състояние да прекъсне определена ковалентна връзка. Когато това се случи, процесът се ускорява или катализира чрез подкисляване или алкализиране на средата; това е, в присъствието на Н 3 О + или OH - йони, съответно. Също така има ензими, които катализират хидролизата.
Хидролизата заема специално място по отношение на биомолекулите, тъй като връзките, които държат мономерите си заедно, са податливи на хидролиза при определени условия. Например захарите се хидролизират, за да разграждат полизахаридите в съставните им монозахариди благодарение на действието на глюкозидазните ензими.
Какво е хидролиза?
Изображението по-горе обяснява какво представлява хидролизата. Обърнете внимание, че не само молекулата или субстратът (ако ензимите посредничат) нарушават връзката си, но и самата вода, която "се разрушава" на Н + и ОН -, където Н + завършва с А, а ОН - с В. AB Следователно той реагира с водна молекула, като се получават два продукта, AH и B-OH.
Следователно хидролизата е противоположната реакция на кондензацията. При кондензацията два продукта, да кажем AH и B-OH, се съединяват чрез освобождаването на малка молекула: водата. При хидролиза се изразходва молекула, докато при кондензация се отделя или произвежда.
Връщайки се към примера на захарите, да предположим, че AB съответства на димер на захарозата, където A представлява глюкоза, а B представлява фруктоза. Гликозидната връзка AB може да бъде хидролизирана, за да доведе до появата на двата монозахарида отделно и в разтвор и същото се случва с олиго и полизахариди, ако ензимите посредничат в такива реакции.
Обърнете внимание, че при тази реакция, тази на AB, стрелката има само една посока; тоест, това е необратима хидролиза. Въпреки това много хидролиза всъщност са обратими реакции, които достигат до равновесие.
Примери за реакции на хидролиза
- ATP
ATP е стабилен между стойностите на pH от 6,8 и 7,4. При екстремни стойности на pH обаче той хидролизира спонтанно. При живите същества хидролизата се катализира от ензими, известни като АТФази:
ATP + H 2 O => ADP + Pi
Тази реакция е силно ексергонична, тъй като ентропията на ADP е по-голяма от тази на ATP. Вариантът на свободната енергия на Gibbs (ΔGº) е - 30,5 kJ / mol. Енергията, получена от хидролизата на АТФ, се използва в множество ендергонични реакции.
Куплирани реакции
В някои случаи се използва хидролиза на АТФ за превръщане на съединение (А) в съединение (В).
A + ATP + H 2 O <=> B + ADP + Pi + H +
- Вода
Две водни молекули могат да реагират една с друга при явна хидролиза:
H 2 O + H 2 O <=> H 3 O + + OH -
Сякаш една от тези водни молекули се раздробява на Н + и ОН -, Н + ще се свърже с кислородния атом на другата водна молекула, което поражда хидрониевия йон, Н 3 О +. Тази реакция, а не хидролиза, се отнася до автоионизацията или автопротолизата на водата.
- Протеини
Протеините са стабилни макромолекули и за да се постигне пълната им хидролиза, в аминокиселините, които ги съставят, са необходими екстремни условия; като концентрация на солна киселина (6 М) и високи температури.
Живите същества обаче са надарени с ензимен арсенал, който позволява хидролизата на протеини в аминокиселини в дванадесетопръстника. Ензимите, участващи в храносмилането на протеини, почти изцяло се секретират от панкреаса.
Има екзопептидазни ензими, които разграждат протеините, започвайки в техните краища: аминопептидаза в амино края и карбоксипептидаза в карбоксилния край. Ендопептидазните ензими упражняват своето действие вътре в протеиновата верига, например: трипсин, пепсин, химотрипсин и др.
- Амиди и естери
Амидите, при нагряване в алкална среда, предизвикват карбоксилна киселина и амин:
RCONH 2 + H 2 O => RCOO - + NH 2
Естерите във водна среда се хидролизират до карбоксилна киселина и алкохол. Процесът се катализира или от основа, или от киселина:
RCO-OR '+ H 2 O => RCOOH + R'OH
Това е известната реакция на осапунване.
- Киселинно-основа
Във вода няколко вида се хидролизират за подкисляване или алкализиране на водната среда.
Добавя се основна сол
Натриев ацетат, основна сол се дисоциира във вода до получаване на Na + (натриев) и СН 3 COO - (ацетат) йони. Основната му стойност се дължи на факта, че ацетатът се хидролизира, за да генерира OH - йони, а натрият остава непроменен:
CH 3 COO - + H 2 O <=> CH 3 COOH + OH -
ОН - отговаря за повишаването на pH и ставането му основно.
Добавя се кисела сол
Амониевият хлорид (NH 4 Cl) се образува от хлоридния йон (Cl -) от солна киселина (HCl), силна киселина и амониевия катион (NH 4 +) от амониев хидроксид (NH 4 OH), слаба основа. Cl - не се дисоциира във вода, но амониевият катион се трансформира във вода по следния начин:
NH 4 + + H 2 O <=> NH 3 + Н 3 О +
Хидролизата на амониев катион произвежда протони, които повишават киселинността на водна среда, за която се заключава, че NH 4 Cl е сол на киселина.
Добавяне на неутрална сол
Натриевият хлорид (NaCl) е солен продукт на реакцията на силна основа (NaOH) със силна киселина (HCl). Чрез разтварянето на натриев хлорид във вода се получават натриевият катион (Na +) и анионът (Cl -). И двата йона не се дисоциират във вода, така че не добавят Н + или ОН -, поддържайки рН постоянен.
Следователно се казва, че натриевият хлорид е неутрална сол.
Препратки
- Mathews, CK, van Holde, KE и Ahern, KG (2002). Биохимия. (Трето издание). Редактиране. Пиърсън-Аддисън Уесли.
- Уитън, Дейвис, Пек и Стенли. (2008 г.). Химия (8-мо изд.). CENGAGE Обучение.
- Хелменстин, Ан Мари, доктор на науките (13 януари 2019 г.). Хидролиза: Определение и примери. Възстановено от: thinkco.com
- Тереза Филипс. (28 април 2019 г.). Обяснение на процеса на хидролиза. Възстановени от: thebalance.com
- Редакторите на Encyclopaedia Britannica. (2016 г., 16 ноември). Хидролиза. Encyclopædia Britannica. Възстановено от: britannica.com
- Wikipedia. (2019). Хидролиза. Възстановено от: en.wikipedia.org