Στο πεδίο της χημείας έχουμε τις χημικές αντιδράσεις που συμβαίνουν μεταξύ μορίων και ατόμων. Σήμερα πρόκειται να μιλήσουμε για το υδρόλυση. Η υδρόλυση είναι ένας τύπος χημικής αντίδρασης που μπορεί να συμβεί μεταξύ ανόργανων και οργανικών μορίων ή ιόντων. Το κύριο χαρακτηριστικό της υδρόλυσης είναι ότι περιλαμβάνει τη συμμετοχή του νερού έτσι ώστε οι δεσμοί να μπορούν να σπάσουν.
Σε αυτό το άρθρο θα σας πούμε για όλα τα χαρακτηριστικά και τη σημασία της υδρόλυσης στον τομέα της χημείας.
Τι είναι η υδρόλυση
Μιλάμε για έναν τύπο χημικής αντίδρασης που μπορεί να συμβεί μεταξύ οργανικών και ανόργανων μορίων. Η βασική προϋπόθεση είναι ότι το νερό πρέπει να εμπλέκεται έτσι ώστε να μπορεί σπάστε τους δεσμούς αυτών των μορίων. Η λέξη υδρόλυση προέρχεται από το ελληνικό υδρο, που σημαίνει νερό και από λύση, που σημαίνει ρήξη. Μετάφραση σε μορφή, η υδρόλυση θα μπορούσε να είναι γνωστή ως η διάσπαση του νερού. Σε αυτήν την περίπτωση, μιλάμε για τη διάσπαση των δεσμών ορισμένων αντιδραστηρίων μέσω της συμμετοχής του νερού.
Το μόριο νερού αποτελείται από δύο άτομα υδρογόνου και ένα άτομο οξυγόνου. Χάρη σε αυτόν τον συνδυασμό ατόμων, σχηματίζεται ισορροπία μεταξύ των ιόντων αλάτων ασθενών οξέων και βάσεων. Τα οξέα και οι βάσεις είναι έννοιες που εμφανίζονται σε γενικές μελέτες της χημείας και της αναλυτικής χημείας. Η υδρόλυση μπορεί να θεωρηθεί μια από τις απλούστερες χημικές αντιδράσεις εκεί έξω. Η γενική εξίσωση για μια υδρόλυση έχει ως εξής:
AB + H2O = AH + B-OH
Υπάρχουν πολλά παραδείγματα υδρόλυσης όπου το νερό ή από μόνο του δεν μπορεί να σπάσει έναν ορισμένο ομοιοπολικό δεσμό. Θυμόμαστε ότι ένας ομοιοπολικός δεσμός είναι ένας στον οποίο αρκετά μόρια με μη μεταλλικά χαρακτηριστικά ενώνονται για να σχηματίσουν ένα άλλο νέο μόριο. Ο δεσμός που τους συνδέει είναι γνωστός ως ομοιοπολικός δεσμός. Όταν μόνο το νερό δεν μπορεί να σπάσει αυτόν τον δεσμό, η διαδικασία επιταχύνεται ή καταλύεται με οξίνιση ή αλκαλοποίηση του μέσου. Δηλαδή, παρουσία ιόντων, η υδρόλυση μπορεί να καταλύεται. Και είναι ότι υπάρχουν ένζυμα που μπορούν να καταλύσουν τη χημική αντίδραση της υδρόλυσης.
Κύρια χαρακτηριστικά
Ας δούμε ποια είναι τα χαρακτηριστικά και τι αποτελείται η υδρόλυση. Αυτός ο τύπος αντίδρασης καταλαμβάνει μια ιδιαίτερη θέση όταν πρόκειται για βιομόρια. Και είναι ότι οι δεσμοί που συγκρατούν τα μονομερή των μορίων είναι ευαίσθητοι στην υδρόλυση υπό ορισμένες συνθήκες. Δηλαδή, οι ομοιοπολικοί δεσμοί με τους οποίους συνδέονται τα μόρια μπορούν να σπάσουν παρουσία νερού. Ένα παράδειγμα αυτού είναι τα σάκχαρα. Τα σάκχαρα είναι σε θέση να υδρολύουν για να διασπάσουν τους πολυσακχαρίτες σε μονοσακχαρίτες. Αυτό συμβαίνει χάρη στη δράση των ενζύμων που είναι γνωστά ως γλυκοσιδάσες.
Πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι δεν είναι μόνο το μόριο ένα υπόστρωμα που σπάει τον δεσμό. Το ίδιο το νερό σπάει και τελικά διαχωρίζει τα ιόντα. Το νερό σπάει σε H + και OH–, όπου το H + τελειώνει με το A, και το OH– με το B. AB αντιδρά έτσι με ένα μόριο νερού, παράγοντας δύο προϊόντα, AH και B-OH
Επομένως, μπορούμε να πούμε ότι η υδρόλυση είναι μια χημική αντίδραση αντίθετη προς τη συμπύκνωση. Από τη συμπύκνωση, δύο προϊόντα ενώνονται με την απελευθέρωση ενός μικρού μορίου. Αυτό το μικρό μόριο είναι νερό. Αντιθέτως, στην υδρόλυση καταναλώνεται ένα μόριο, ενώ σε συμπύκνωση αυτό το μόριο ηλεκτρόλυσης καταναλώνεται, απελευθερώνεται ή παράγεται.
Για να γίνει πολύ πιο κατανοητό, θα εξηγήσουμε ξανά το παράδειγμα των σακχάρων. Ας υποθέσουμε ότι το AB είναι ένα διμερές σακχαρόζης. Στην περίπτωση αυτή το Α αντιπροσωπεύει γλυκόζη και το Β αντιπροσωπεύει φρουκτόζη. Αυτός ο δεσμός, ο οποίος είναι γνωστός με το γλυκοσιδικό όνομα, μπορεί να υδρολυθεί για να δώσει δύο ξεχωριστούς μονοσακχαρίτες και το διάλυμα. Το ίδιο συμβαίνει με τους ολιγοσακχαρίτες και τους πολυσακχαρίτες εάν τα ένζυμα είναι αυτά που δρουν στις αντιδράσεις.
Γνωρίζουμε ότι αυτή η χημική αντίδραση έχει μόνο μία κατεύθυνση. Αυτό σημαίνει ότι είναι ένας τύπος μη αναστρέψιμης υδρόλυσης. Από την άλλη πλευρά, υπάρχουν αντιδράσεις υδρόλυσης που είναι αναστρέψιμες μόλις επιτευχθεί ισορροπία.
Παραδείγματα αντιδράσεων υδρόλυσης
Ας δούμε ποια είναι τα κύρια παραδείγματα υδρόλυσης που συμβαίνουν φυσικά. Πρώτα απ 'όλα είναι να δούμε την αντίδραση υδρόλυσης του ΑΤΡ. Γνωρίζουμε ότι αυτό το μόριο έχει σταθερές τιμές pH μεταξύ 6.8 και 7.4. Ωστόσο, εάν οι τιμές του pH αυξηθούν για να γίνουν πολύ πιο αλκαλικές, μπορεί να υδρολυθεί αυθόρμητα. Στα έμβια όντα, η υδρόλυση καταλύεται από ένζυμα γνωστά με το όνομα ATPases. Είναι ένας τύπος εξεργονικής χημικής αντίδρασης. Αυτό σημαίνει ότι η εντροπία του ADP είναι μεγαλύτερη από εκείνη του ATP, επομένως η ελεύθερη ενεργειακή διακύμανση συμβαίνει με υδρόλυση του ATP. Αυτός ο τύπος υδρόλυσης χρησιμοποιεί πολλές ενδογενικές αντιδράσεις.
Οι συζευγμένες αντιδράσεις είναι ένας άλλος τύπος αντίδρασης όπου συμβαίνει υδρόλυση. Σε ορισμένες περιπτώσεις χρησιμοποιείται για τη μετατροπή μιας ένωσης Α σε μια ένωση Β. Το πιο γνωστό παράδειγμα υδρόλυσης εμφανίζεται φυσικά στο νερό. Είναι σαν ένα από τα μόρια του νερού να μπορεί να θρυμματιστεί σε ιόντα και το πρωτόνιο υδρογόνου συνδέεται με το άτομο οξυγόνου του άλλου μορίου νερού. Αυτό δημιουργεί το ιόν υδρονίου. Θα μπορούσε να ονομαστεί περισσότερο από μια υδρόλυση ως αυτο ιονισμό ή αυτοπροτόλυση νερού.
Τέλος, ένα άλλο από τα μέρη όπου Αυτές οι αντιδράσεις δημιουργούνται με έναν κοινό τρόπο στις πρωτεΐνες. Γνωρίζουμε ότι οι πρωτεΐνες είναι σταθερά μόρια και για να επιτευχθεί η πλήρης υδρόλυση τους, απαιτούνται ακραίες συνθήκες. Θυμόμαστε ότι οι πρωτεΐνες αποτελούνται από αμινοξέα. Ωστόσο, τα ζωντανά όντα είναι προικισμένα με ένα οπλοστάσιο ενζύμων που επιτρέπουν την υδρόλυση των πρωτεϊνών σε αμινοξέα στο δωδεκαδάκτυλο.
Ελπίζω ότι με αυτές τις πληροφορίες μπορείτε να μάθετε περισσότερα για την υδρόλυση και τα χαρακτηριστικά της.