ตัวอย่างการไฮโดรไลซิส (ของเกลือกรดเบสอินทรีย์ C)

การย่อยสลาย, ในทางเคมีมันเป็นปฏิกิริยาของการสลายตัวสองเท่ากับน้ำเป็นหนึ่งในสารตั้งต้น ดังนั้นหากสารประกอบถูกแสดงโดยสูตร AB ซึ่ง A และ B เป็นอะตอมหรือกลุ่มและน้ำจะถูกแทนด้วยสูตร HOH ปฏิกิริยาการไฮโดรไลซิสสามารถแทนได้ด้วยสมการทางเคมีแบบย้อนกลับได้: AB + HOH ⇌ AH + BOH.

รีเอเจนต์อื่นที่ไม่ใช่น้ำและผลิตภัณฑ์ของการไฮโดรไลซิสสามารถเป็นโมเลกุลที่เป็นกลาง - ในไฮโดรไลซิสส่วนใหญ่ที่เกี่ยวข้องกับสารประกอบอินทรีย์ - หรือโมเลกุลไอออนิกเช่นเดียวกับในไฮโดรไลซิสของเกลือกรดและเบส.

ในเทคโนโลยีชีวภาพและสิ่งมีชีวิตสารเหล่านี้มักเป็นโพลิเมอร์ (Encyclopædia Britannica, 2016).

คำที่ได้มาจากน้ำกรีกสำหรับน้ำและสลายซึ่งหมายความว่า "เพื่อแก้" การไฮโดรไลซิสหมายถึงการแยกสารเคมีเมื่อเติมลงในน้ำ.

ไฮโดรไลซิสสามประเภทหลักคือไฮโดรไลซิสของเกลือไฮโดรไลซิสของกรดและไฮโดรไลซิสของฐาน.

ดัชนี

• 1 การย่อยสลายเกลือ
• 2 การย่อยสลายของกรด
• 3 การไฮโดรไลซิสพื้นฐาน
• 4 การย่อยสลายของสารอินทรีย์
• 5 ตัวอย่างของการย่อยสลาย
• 6 อ้างอิง

การย่อยสลายของเกลือ

ในน้ำเกลือจะแยกตัวออกเป็นไอออน (สมบูรณ์หรือไม่สมบูรณ์ขึ้นอยู่กับค่าคงที่การละลายที่เกี่ยวข้อง Ks).

การไฮโดรไลซิสที่เกี่ยวข้องกับสารประกอบไอออนิกสามารถแสดงได้โดยการเปลี่ยนแปลงทางเคมีที่เกิดขึ้นในสารละลายของเกลือโซเดียมอะซิเตท.

ในการแก้ปัญหาองค์ประกอบอิออนของเกลือ (ไอออนอะซิเตทและโซเดียมไอออน) จะถูกแยกออก โมเลกุลของน้ำรวมกับไอออนอะซิเตทเพื่อสร้างกรดอะซิติกและไฮดรอกไซด์ไอออน.

CH₃COONa + H₂O → CH₃COOH + Na⁺ + OH^-

กรดอะซิติกจะแยกตัวกลับกันเป็นไอออนอะซิเตทและไฮโดรเจนไอออน แต่กลับมีขนาดเล็กมากเพื่อให้ปริมาณไอออนของสารละลายเป็นโซเดียมและไฮดรอกไซด์ส่วนใหญ่ ดังนั้นวิธีการแก้ปัญหาแสดงคุณสมบัติพื้นฐาน (เช่นการเปลี่ยนแปลงกระดาษลิตมัสจากสีแดงเป็นสีน้ำเงิน).

ตัวอย่างของการไฮโดรไลซิสของเกลือก็คือโซเดียมคลอไรด์ซึ่งในสารละลายน้ำจะทำลายพันธะไอออนิกของเกลือซึ่งละลายด้วยน้ำดังแสดงในรูปที่ 1 (Patrina Kim, 2015).

รูปที่ 1: การไฮโดรไลซิสของโซเดียมคลอไรด์

กรดไฮโดรไลซิส

น้ำสามารถทำหน้าที่เป็นกรดหรือเบสขึ้นอยู่กับทฤษฎีของกรดBrønsted-Lowry ถ้ามันทำหน้าที่เป็นกรดบรอนสเต็ด - โลว์รีย์โมเลกุลของน้ำจะบริจาคโปรตอน (H +) ซึ่งเขียนเป็นไฮโดรเนียมไอออน (H3O) ⁺).

ถ้ามันทำหน้าที่เป็นฐานของ Bronsted-Lowry มันก็จะรับโปรตอนได้ ⁺) ปฏิกิริยาการไฮโดรไลซิสของกรดคล้ายกับปฏิกิริยาการแตกตัวของกรด.

CH₃COOH + H₂O ⇌ CH₃ประธานเจ้าหน้าที่ฝ่ายปฏิบัติการ^- + H₃O⁺

ในปฏิกิริยาก่อนหน้านี้โปรตอน H⁺ ของกรดอะซิติก (CH₃COOH) บริจาคให้กับน้ำ₃O⁺ และ CH₃ประธานเจ้าหน้าที่ฝ่ายปฏิบัติการ^- . การเชื่อมโยงระหว่าง H⁺ และ CH₃ประธานเจ้าหน้าที่ฝ่ายปฏิบัติการ^- ถูกทำลายโดยการเติมน้ำโมเลกุล.

ปฏิกิริยากับ CH₃COOH ซึ่งเป็นกรดอ่อน ๆ คล้ายกับปฏิกิริยาการแตกตัวของกรดและน้ำในรูปแบบคอนจูเกตและไฮโดรเนียมไอออน เมื่อกรดอ่อน ๆ ถูกไฮโดรไลซ์จะมีการสร้างไฮโดรเนียมไอออน (ภาคผนวกของเคมีอินทรีย์, S.F. ).

การไฮโดรไลซิสพื้นฐาน

ปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสขั้นพื้นฐานจะคล้ายกับปฏิกิริยาการแยกตัวออกจากฐาน จุดอ่อนพื้นฐานทั่วไปที่แยกตัวในน้ำคือแอมโมเนีย:

NH₃+H₂O⇌NH₄⁺+OH^-

ในการไฮโดรไลซิสของแอมโมเนียโมเลกุลของแอมโมเนียจะรับโปรตอนจากน้ำ (นั่นคือน้ำทำหน้าที่เป็นกรดบรอนสเต็ดโลว์รี) ทำให้เกิดไอออนไฮดรอกไซด์ (OH)^-).

คล้ายกับปฏิกิริยาการแยกตัวออกจากกันแอมโมเนียในรูปแบบของแอมโมเนียมและไฮดรอกไซด์จากการเพิ่มโมเลกุลของน้ำ.

การย่อยสลายของสารอินทรีย์

การไฮโดรไลซิสที่เกี่ยวข้องกับสารประกอบอินทรีย์สามารถแสดงได้โดยปฏิกิริยาของน้ำกับเอสเตอร์ของกรดคาร์บอกซิลิก.

เอสเทอร์เหล่านี้มีสูตรทั่วไป RCO-OR 'ซึ่ง R และ R' เป็นกลุ่มผสม (ตัวอย่างเช่นถ้า R และ R 'ทั้งคู่เป็นตัวแทนกลุ่มเมธิล CH₃, เอสเตอร์คือ methyl acetate).

การไฮโดรไลซิสเกี่ยวข้องกับหลายขั้นตอนซึ่งช้าที่สุดคือการก่อตัวของพันธะโควาเลนต์ระหว่างอะตอมออกซิเจนของโมเลกุลน้ำและอะตอมคาร์บอนเอสเตอร์.

ในขั้นตอนต่อเนื่องซึ่งเร็วมากพันธะคาร์บอน - ออกซิเจนของเอสเตอร์จะแตกและไฮโดรเจนไอออนจะถูกแยกออกจากโมเลกุลน้ำเดิมและผูกพันกับโมเลกุลแอลกอฮอล์ที่เพิ่งตั้งขึ้นใหม่ ปฏิกิริยาที่สมบูรณ์จะถูกแทนด้วยสมการ:

RCO-OR '+ H2O → RCO-OH + R'-OH.

เมื่อ RCO-OH แสดงถึงโมเลกุลของกรดคาร์บอกซิลิก R'-OH จะแสดงโมเลกุลของแอลกอฮอล์และเครื่องหมายขีดคั่นแสดงถึงพันธะโควาเลนต์ที่แตกหักหรือก่อตัวขึ้นในระหว่างการทำปฏิกิริยา รูปที่ 2 แสดงตัวอย่างของการไฮโดรไลซิสของ methyl acetate (Clark, 2004).

รูปที่ 2: การไฮโดรไลซิสของเมทิลอะซิเตท

ปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสในสิ่งมีชีวิตจะดำเนินการด้วยความช่วยเหลือในการเร่งปฏิกิริยาโดยเอนไซม์ที่รู้จักกันในชื่อไฮโดรเลส.

ปฏิกิริยาทางชีวเคมีที่สลายพอลิเมอร์เช่นโปรตีน (พันธะเปปไทด์ระหว่างกรดอะมิโน) นิวคลีโอไทด์น้ำตาลเชิงซ้อนและแป้งและไขมันถูกเร่งโดยเอนไซม์ประเภทนี้.

ภายในคลาสนี้ไลเปสอะไมเลสและโปรตีเอสไขมันไฮโดรไลซ์ไขมันน้ำตาลและโปรตีนตามลำดับ (ไร้พรมแดน 2016).

แบคทีเรียและเชื้อราที่ย่อยสลายเซลลูโลสมีบทบาทพิเศษในการผลิตกระดาษและการใช้งานในชีวิตประจำวันอื่น ๆ ของเทคโนโลยีชีวภาพเพราะมีเอนไซม์ (เซลลูโลสและเอสเทอเรส) ที่สามารถสลายเซลลูโลสให้เป็นโพลีแซคคาไรด์ stickies.

ตัวอย่างเช่นโปรตีเอสถูกเพิ่มเข้าไปในสารสกัดเซลล์เพื่อไฮโดรไลซ์เปปไทด์และผลิตกรดอะมิโนอิสระ (Phillips, 2016).

ตัวอย่างของการย่อยสลาย

การละลายของเกลือของกรดอ่อนหรือฐานในน้ำเป็นตัวอย่างของปฏิกิริยาไฮโดรไลซิส กรดแก่ยังสามารถไฮโดรไลซ์ได้ ตัวอย่างเช่นการละลายของกรดซัลฟิวริกในน้ำทำให้เกิดไฮโดรเนียมและไบซัลเฟต.

การย่อยสลายของน้ำตาลมีชื่อของตัวเอง: saccharification ตัวอย่างเช่นน้ำตาลซูโครสสามารถผ่านกระบวนการไฮโดรไลซิสเพื่อแยกย่อยเป็นน้ำตาลส่วนประกอบกลูโคสและฟรุกโตส.

การย่อยสลายด้วยกรดแบบเร่งปฏิกิริยาเป็นปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสประเภทอื่น ตัวอย่างคือการไฮโดรไลซิสของเอไมด์.

ในระบบชีวภาพการย่อยสลายมักจะถูกเร่งด้วยเอนไซม์ ตัวอย่างที่ดีคือการไฮโดรไลซิสของโมเลกุลพลังงาน ATP การย่อยสลายด้วยตัวเร่งปฏิกิริยายังใช้สำหรับการย่อยโปรตีนคาร์โบไฮเดรตและไขมัน (Helmenstine, 2017).

การอ้างอิง

1. (2016, 26 พฤษภาคม). การย่อยสลาย. ถ่ายจากไร้ขอบเขต: boundless.com.
2. คลาร์ก, เจ (2004). กลไกสำหรับการเร่งปฏิกิริยาด้วยกรดของเอสเทอร์. สืบค้นจาก chemguide.co.uk: chemguide.co.uk.
3. สารานุกรมบริแทนนิกา (2016, 16 พฤศจิกายน). การย่อยสลาย. นำมาจาก britannica: britannica.com.
4. Helmenstine, A. M. (2017, 23 มีนาคม). นิยามและตัวอย่างการไฮโดรไลซิส. นำมาจาก thinkco: thoughtco.com.
5. ภาพประกอบศัพท์เคมีอินทรีย์. ( S.F. ) นำมาจาก chem.ucla.edu: web.chem.ucla.edu.
6. Patrina Kim, G. H. (2015, 20 ตุลาคม). การย่อยสลาย. นำมาจาก chem.libretexts.org: chem.libretexts.org.
7. Phillips, T. (2016, 16 กันยายน). คำอธิบายของการย่อยสลาย. นำมาจากความไม่สมดุล: thebalance.com.