Hydrolyse

Op het gebied van chemie hebben we de chemische reacties die plaatsvinden tussen moleculen en atomen. Vandaag gaan we het hebben over de hydrolyse. Hydrolyse is een soort chemische reactie die kan optreden tussen anorganische en organische moleculen of ionen. Het belangrijkste kenmerk van hydrolyse is dat het de deelname van water inhoudt, zodat de bindingen kunnen worden verbroken.

In dit artikel gaan we je vertellen over alle kenmerken en het belang van hydrolyse op het gebied van chemie.

Wat is hydrolyse

We hebben het over een soort chemische reactie die kan optreden tussen zowel organische als anorganische moleculen. De essentiële voorwaarde is dat er water bij betrokken moet zijn, zodat het kan verbreek de bindingen van deze moleculen. Het woord hydrolyse komt van het Griekse hydro, wat water betekent, en van lysis, wat breuk betekent. Vertaald in vorm zou hydrolyse bekend kunnen staan ​​als de afbraak van water. In dit geval hebben we het over het verbreken van de bindingen van sommige reactanten door de deelname van water.

Het watermolecuul bestaat uit twee waterstofatomen en één zuurstofatoom. Dankzij deze combinatie van atomen ontstaat er een evenwicht tussen de ionen van zouten van zwakke zuren en basen. Zuren en basen zijn concepten die voorkomen in algemene studies van chemie en analytische chemie. Van hydrolyse kan worden gezegd dat het een van de eenvoudigste chemische reacties is die er zijn. De algemene vergelijking voor een hydrolyse is als volgt:

AB + H2O = AH + B-OH

Er zijn verschillende voorbeelden van hydrolyse waarbij water of op zichzelf een bepaalde covalente binding niet kan verbreken. We herinneren ons dat een covalente band er een is waarin verschillende moleculen met niet-metalen eigenschappen komen samen om een ​​nieuw molecuul te vormen. De band die hen verbindt, staat bekend als een covalente band. Wanneer water alleen deze binding niet kan verbreken, wordt het proces versneld of gekatalyseerd door verzuring of alkalisatie van het medium. Dat wil zeggen, in aanwezigheid van ionen kan hydrolyse worden gekatalyseerd. En het is dat er enzymen zijn die de chemische reactie van hydrolyse kunnen katalyseren.

hoofdkenmerken

Laten we eens kijken wat de kenmerken zijn en waaruit hydrolyse bestaat. Dit type reactie neemt een speciale plaats in als het gaat om biomoleculen. En het is dat de bindingen die de monomeren van de moleculen bij elkaar houden, onder bepaalde omstandigheden gevoelig zijn voor hydrolyse. Dat wil zeggen, de covalente bindingen waarmee de moleculen zijn verbonden, kunnen worden verbroken in aanwezigheid van water. Een voorbeeld hiervan zijn suikers. Suikers zijn in staat om te hydrolyseren om polysachariden af ​​te breken tot monosachariden. Dit gebeurt dankzij de werking van enzymen die bekend staan ​​als glucosidasen.

Houd er rekening mee dat niet alleen het molecuul een substraat is dat de binding verbreekt. Het water zelf breekt ook en scheiden uiteindelijk de ionen. Water breekt in H + en OH–, waar H + eindigt met A, en OH– met B. AB reageert dus met een watermolecuul, waardoor twee producten ontstaan, AH en B-OH.

Daarom kunnen we zeggen dat hydrolyse een chemische reactie is in tegenstelling tot condensatie. Van condensatie, twee producten komen samen door een klein molecuul vrij te geven. Dit kleine molecuul is water. Integendeel, bij hydrolyse wordt een molecuul verbruikt, terwijl bij condensatie dit elektrolysemolecuul wordt verbruikt, vrijgegeven of geproduceerd.

Om het begrijpelijker te maken, gaan we het voorbeeld van suikers nog een keer uitleggen. Laten we aannemen dat AB een sucrosedimeer is. In dit geval staat A voor glucose en B voor fructose. Deze binding, die bekend staat onder de glycosidische naam, kan worden gehydrolyseerd om aanleiding te geven tot twee afzonderlijke monosacchariden en de oplossing. Hetzelfde gebeurt met oligosacchariden en polysacchariden als het de enzymen zijn die in de reacties werken.

We weten dat deze chemische reactie maar één richting heeft. Dit betekent dat het een soort onomkeerbare hydrolyse is. Aan de andere kant zijn er hydrolysereacties die omkeerbaar zijn zodra het evenwicht is bereikt.

Voorbeelden van hydrolysereacties

Laten we eens kijken wat de belangrijkste voorbeelden zijn van hydrolyse die van nature voorkomen. Allereerst is het om de hydrolysereactie van ATP te zien. We weten dat dit molecuul stabiele pH-waarden heeft tussen 6.8 en 7.4. Als de pH-waarden echter stijgen om veel alkalischer te worden, kan het spontaan hydrolyseren. Bij levende wezens wordt hydrolyse gekatalyseerd door enzymen die bekend staan ​​onder de naam ATPases. Het is een soort exergonische chemische reactie. Dit betekent dat de entropie van ADP groter is dan die van ATP, dus de variatie in vrije energie vindt plaats door hydrolyse van ATP. Dit type hydrolyse maakt gebruik van talrijke endergonische reacties.

Gekoppelde reacties zijn een ander type reactie waarbij hydrolyse plaatsvindt. In sommige gevallen wordt het gebruikt voor de omzetting van verbinding A in verbinding B. Het bekendste voorbeeld van hydrolyse komt van nature voor in water. Het is alsof een van de watermoleculen in ionen kan worden gebroken en het waterstofproton zich bindt met het zuurstofatoom van het andere watermolecuul. Dit geeft aanleiding tot het hydroniumion. Het zou meer kunnen worden genoemd dan een hydrolyse als een auto-ionisatie of autoprotolyse van water.

Eindelijk, nog een van de onderdelen waar deze reacties worden op een gewone manier gegenereerd in eiwitten. We weten dat eiwitten stabiele moleculen zijn en om hun volledige hydrolyse te bereiken, zijn extreme omstandigheden vereist. We herinneren ons dat eiwitten zijn opgebouwd uit aminozuren. Levende wezens zijn echter begiftigd met een arsenaal aan enzymen die de hydrolyse van eiwitten tot aminozuren in de twaalfvingerige darm mogelijk maken.

Ik hoop dat je met deze informatie meer te weten kunt komen over hydrolyse en zijn kenmerken.