Idrolisi cosa consiste e esempi di reazioni

IL idrolisi È una reazione chimica che può verificarsi in molecole o ioni organici inorganici e che comporta la partecipazione dell'acqua per la rottura dei suoi legami. Il suo nome proviene dal greco, "idro" e "lisi" di rottura.

La molecola d'acqua, h₂Oppure, stabilisce un equilibrio con gli ioni di sali acidi e basi deboli, che appare per la prima volta questo concetto in studi generali di chimica e in chimica analitica. È quindi una delle reazioni chimiche più semplici.

Equazione generale per una reazione di idrolisi. Fonte: Gabriel Bolívar.

In diversi esempi di idrolisi, l'acqua da sola non è in grado di rompere un certo legame covalente. Quando ciò si verifica, il processo accelera o catalizza mediante acidificazione o alcalizzazione del mezzo; cioè, in presenza di ioni H₃O⁺ o oh^-, rispettivamente. Ci sono anche enzimi che catalizzano l'idrolisi.

L'idrolisi occupa un luogo speciale in termini di biomolecole, poiché i collegamenti che tengono uniti i loro monomeri sono suscettibili all'idrolizzato in determinate condizioni. Ad esempio, gli zuccheri vengono idrolizzati per decomporre i polisaccaridi nei loro monosaccaridi costituenti grazie all'azione degli enzimi glucosidasi.

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Cos'è l'idrolisi?

L'immagine superiore spiega cosa consiste l'idrolisi. Si noti che non solo la molecola o il substrato (se mediano gli enzimi) rompe il loro collegamento, ma anche l'acqua stessa, che è "frattura" in H⁺ e oh^-, Dove h⁺ termina con un e oh^- con b. A-B reagisce con una molecola d'acqua che origina due prodotti, A-H e B-OH.

L'idrolisi è quindi la reazione contraria alla condensa. Nella condensa due prodotti, per dire a-H e b-oh, sono legati al rilascio di una piccola molecola: acqua. Nell'idrolisi viene consumata una molecola, mentre in condensa viene rilasciata o prodotta.

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Tornando all'esempio degli zuccheri, supponiamo che A-B corrisponda a un dimero di saccarosio, dove rappresenta il glucosio e b fruttosio. Il collegamento glucosidico A-B può idrolizzarsi per originare i due monosaccaridi separatamente e in soluzione, e lo stesso accade a oligo e polisaccaridi se mediano gli enzimi in tali reazioni.

Si noti che in questa reazione, quella di A-B, la freccia ha un solo indirizzo; Cioè, è un'idrolisi irreversibile. Tuttavia, molte idrolisi sono in realtà reazioni reversibili che raggiungono un equilibrio.

Esempi di reazioni di idrolisi

- ATP

L'ATP è stabile tra valori di pH di 6,8 e 7,4. Tuttavia, a valori di pH estremi è spontaneamente idrolizzato. Negli esseri viventi, l'idrolisi è catalizzata da enzimi noti come Atasas:

ATP +H₂O => ADP +pi

Questa reazione è fortemente esergonica, poiché l'entropia di ADP è maggiore di quella dell'ATP. La variazione di energia libera di Gibbs (ΔGº) è - 30,5 kJ/mol. L'energia prodotta dall'idrolisi ATP viene utilizzata in numerose reazioni di Endergon.

Reazioni accoppiate

In alcuni casi, l'idrolisi ATP viene utilizzata per la conversione di un composto in un composto (B).

A +ATP +H₂O B +ADP +PI +H⁺

- Acqua

Due molecole d'acqua possono reagire tra loro in un'apparente idrolisi:

H₂O + h₂O h₃O⁺ + OH^-

È come se una di quelle molecole d'acqua fratturata in h⁺ e oh^-, Andare a collegare l'H⁺ All'atomo di ossigeno dell'altra molecola d'acqua, che causa lo ione idroelescenziale, h₃O⁺. Questa reazione, più dell'idrolisi, riguarda l'auto -propotelisi dell'acqua.

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- Proteine

Le proteine ​​sono macromolecole stabili e per raggiungere la loro idrolisi completa, negli aminoacidi che le costituiscono, sono necessarie condizioni estreme; come una concentrazione di acido cloridrico (6 m) e alte temperature.

Tuttavia, gli esseri viventi sono dotati di un arsenale enzimatico che consente l'idrolisi delle proteine ​​negli aminoacidi nel duodeno. Gli enzimi coinvolti nella digestione delle proteine ​​sono quasi completamente secreti dal pancreas.

Esistono enzimi esopeptidasi che degradano le proteine, a partire dalle loro estremità: aminopeptidasi attraverso l'estremità amminica e carbossipeptidasi attraverso l'estremità carbossilica. Gli enzimi endopeptidasi esercitano la loro azione all'interno della catena proteica, ad esempio: Tripsin, Pepsin, Chimotripsin, ecc.

- Amidas ed esteri

Le ammidi quando riscaldate in un mezzo alcalino hanno origine un acido carbossilico e un'ammina:

Rconh₂   +    H₂O => rcoo^-   +     NH₂

Abeats in un mezzo acquoso sono idrolizzati in acido carbossilico e alcool. Il processo è catalizzato da una base o da un acido:

Rco-or ' +h₂O => rcooh +r'oh

Questa è la famosa reazione di saponificazione.

- Acido base

Nell'acqua diverse specie vengono idrolizzate per acidificare o alcalizzare l'ambiente acquoso.

Aggiunta di un sale di base

Acetato di sodio, un sale di base, dissocia in acqua che dà ioni Na⁺ (sodio) e Cho₃COO^- (acetato). La sua basicità è perché l'acetato è idrolizzato per generare ioni oh^-, Mentre il sodio rimane invariato:

Cap₃COO^- + H₂O ch₃COOH +OH^-

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OH^- È responsabile del pH per aumentare e diventare fondamentale.

Aggiunta di un sale acido

Cloruro di ammonio (NH₄Cl) è formato dallo ione cloruro (Cl^-) dall'acido cloridrico (HCl), un forte acido e il catione di ammonio (NH₄⁺) dall'idrossido di ammonio (NH₄Oh), una base debole. Il cl^- Non si dissocia in acqua, ma il catione di ammonio viene trasformato in acqua nel modo seguente:

NH₄⁺    +     H₂O nh₃   +     H₃O⁺

L'idrolisi del catione di ammonio produce protoni che aumentano l'acidità di un mezzo acquoso, quindi si è concluso che l'NH₄CL è un sale acido.

Aggiunta di un sale neutro

Il cloruro di sodio (NaCl) è un prodotto salino della reazione di una base forte (NaOH) con un forte acido (HCL). Quando si dissolve il cloruro di sodio nell'acqua, viene prodotto il catione di sodio (NA⁺) e l'anione (cl^-). Entrambi gli ioni non si dissociano nell'acqua, quindi non aggiungono h⁺ o oh^-, Mantenere costante il tuo pH.

Pertanto, si dice che il cloruro di sodio sia un sale neutro.

Riferimenti

1. Mathews, c. K., Van Holde, K. E. E Ahern, K. G. (2002). Biochimica. (Terza edizione). Modificare. Pearson-Addison Wesley.
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