HIDRATIMI. HIDRATON. HIDROLIZA. Hidratimi (greqisht "hudor" - ujë) është shtimi i ujit në jonet, atomet ose molekulat. Produktet e këtij procesi quhen hidrate. Hidroliza (greqisht "lysis" - dekompozim, shpërbërje) është një reaksion kimik i dekompozimit të një lënde me ujë.
Për shumë vite, kimistët e konsideronin shpërbërjen e substancave në ujë si një proces thjesht fizik. Dhe tani në tekstet shkollore kjo përfshin, për shembull, tretjen e sheqerit në ujë. Në të vërtetë, kur uji avullon nga një tretësirë sheqeri nën presion të reduktuar, është e lehtë të merret substanca origjinale e pandryshuar.
Në të njëjtën kohë, po grumbulloheshin prova se procesi i shpërbërjes nuk mund të konsiderohet thjesht përzierje mekanike komponentë të tillë si heksani dhe heptani. Kështu, tretësirat e klorurit të natriumit dhe shumë përbërësve të tjerë janë përçues elektrik, dhe vetë procesi i shpërbërjes shoqërohet shpesh me efekte të rëndësishme termike ( cm. DISOCIIMI ELEKTROLITIK). Për më tepër, disa përbërës madje ndryshojnë ngjyrën kur treten. Për shembull, sulfati i bakrit është i pangjyrë, dhe tretësira e tij e holluar është blu, kloruri i kobaltit (II) është blu dhe tretësirat ujore të tij janë rozë. Të gjitha këto fakte tregojnë se tretja në ujë është një proces fizik dhe kimik i shkaktuar nga hidratimi, pra nga ndërveprimi i një lënde me ujin.
Gjatë hidratimit, në disa raste, shtimi i kthyeshëm i ujit në jonet, atomet ose molekulat e substancës së tretur ndodh për të formuar hidrate. Kështu, kur përbërjet jonike kristalore (kripërat, alkalet, si dhe disa acide, për shembull, limoni dhe oksalik), përbërjet molekulare (klorur hidrogjeni, acidi sulfurik, alkooli, glukoza, etj.) treten në ujë, hidratimi i kationeve. dhe anionet që përbëjnë lëndën e tretur, ose hidratimi i joneve të formuara gjatë procesit të tretjes. Në këtë rast, molekulat e ujit ruhen në tërësi.
Procesi i hidratimit të joneve përfshin shumë molekula uji, të cilat, falë forcave elektrostatike, i rrethojnë jonet nga të gjitha anët me një "shtresë" hidratimi, ndërsa vetëm disa molekula uji formojnë shtresën e parë, më të lidhur ngushtë me jonin qendror. Në përgjithësi, gjatë hidratimit të joneve, lëshohet energji e konsiderueshme; për shembull, gjatë hidratimit të kationeve H +, lirohet 1076 kJ/mol - kjo është 2.5 herë më shumë se energjia e shpërbërjes së molekulave H 2 në atome. Sa më e vogël të jetë madhësia e jonit dhe sa më e madhe ngarkesa e tij, aq më e madhe është energjia e hidratimit. Për shembull, energjia e hidratimit të një joni të madh Cs + është 4 herë më pak se për jonin H +. Energjia e hidratimit të joneve është e vështirë të përcaktohet eksperimentalisht, por mund të llogaritet nga modelet elektrostatike. Energjitë e hidratimit të disa joneve janë dhënë në tabelë.
| Dhe ai | Dhe ai | Energjia e hidratimit, kJ/mol | |
| H+ | 1076 | Sr 2+ | 1477 |
| H3O+ | 460 | Ba 2+ | 1339 |
| Li+ | 502 | Zn 2+ | 2130 |
| Na+ | 410 | Al 3+ | 4548 |
| K+ | 329 | F - | 473 |
| NH4+ | 330 | Cl - | 330 |
| Rb+ | 314 | Br - | 296 |
| Cs+ | 264 | une - | 264 |
| Mg 2+ | 1887 | oh - | 339 |
| Ca2+ | 1569 | MnO4 - | 247 |
Shuma algjebrike e energjisë rrjetë kristali(ose energjia e thyerjes së lidhjes) e substancës së tretur dhe energjia e hidratimit të joneve përcakton efektin termik total të shpërbërjes. Në rastin e përbërjeve jonike, procesi mund të jetë dukshëm ekzotermik (shpërbërja e acidit sulfurik, hidroksidet e natriumit dhe kaliumit në ujë mund të shkaktojë edhe zierjen e tretësirës), në thelb endotermik (një gotë me ujë në të cilën nitrat amoniumi tretet shpejt ngrin në një qëndrim i lagësht) ose termoneutral (shpërbërja e bromit të natriumit praktikisht nuk shoqërohet me një ndryshim të temperaturës).
Hidratimi i shumë kripërave anhidër me një sasi të dozuar uji (për shembull, nga faza e gazit) çon në formimin e hidrateve të ngurta të një përbërje të caktuar, të cilat quhen hidrate kristalore. Ky proces shoqërohet gjithmonë me çlirimin e nxehtësisë. Hidratimi mund të bëhet në faza në varësi të sasisë së ujit në dispozicion dhe temperaturës. Në të njëjtën kohë, ngjyra e joneve gjithashtu mund të ndryshojë. Për shembull, gjatë hidratimit të sulfatit të pangjyrë të bakrit (II), formohen në mënyrë të njëpasnjëshme hidrate kristalore me ngjyra të ndryshme, nga të cilat ato izolohen në formë e pastër CuSO 4 · H 2 O monohidrat, CuSO 4 · 3H 2 O trihidrat dhe pentahidrat ( sulfat bakri) CuSO 4 ·5H 2 O. Në tretësirat e holluara janë të pranishme hidrate blu-jeshile - jonet akua Cu(OH) 6 2+. Humbja e ujit nga aqua joni rozë Co(H 2 O) 4 2+ çon në shfaqjen e një ngjyre blu.
Gjatë kristalizimit të shumë kripërave nga tretësirat e tyre ujore, molekulat e ujit bëhen pjesë e rrjetës kristalore me formimin e hidratit kristalor. përbërje të ndryshme, për shembull, LiCl H 2 O, CuCl 2 2H 2 O, Ba(ClO 4) 2 3H 2 O, CdBr 2 4H 2 O, Na 2 S 2 O 3 5H 2 O, AlCl 3 6H 2 O, FeSO 4 7H 2 O, MgI 2 8H 2 O, Fe(NO 3) 3 9H 2 O, Na 2 SO 4 10H 2 O, Na 2 HPO 4 12H 2 O, Al 2 (SO 4 ) 3 ·18H 2 O, etj. Kur nxehen, si dhe kur ruhen në ajër (veçanërisht në lagështi të ulët), shumë hidrate kristalore gërryhen, duke humbur pjesërisht ose plotësisht molekulat e ujit.
Hidratimi i komponimeve molekulare zakonisht ndodh për shkak të lidhjeve hidrogjenore dhe, si rregull, nuk shoqërohet me një efekt të rëndësishëm termik. Një shembull është shpërbërja e sheqerit. Molekulat e ujit formojnë lehtësisht lidhje hidrogjeni me grupet hidroksil, kështu që edhe substancat me molekula të mëdha treten mirë në ujë nëse përmbajnë shumë grupe hidroksil (saharozë, alkool polivinil). Komponimet me molekula të vogla polare gjithashtu hidratohen lehtësisht nga molekulat polare të ujit, kështu që komponime të tilla zakonisht treten mirë në ujë. Një shembull është acetonitrili CH 3 CN, i cili është i përzier me ujë në çdo raport.
Hidratet e pazakonta me disa komponime formohen nga uji në gjendje të ngurtë. Në këto hidrate, atomet dhe molekulat e një numri substancash përfshihen në zbrazëtirat e rrjetës së kristalit të akullit. Këto zbrazëtira mund të mbushen me molekula të vogla si O 2, N 2, H 2 S, CH 4 dhe atome gazi fisnik. Komponime të tilla "pa një lidhje kimike" quhen hidrate gazi. Emrat e tyre të tjerë janë clathrates (përbërjet e përfshirjes). Mungesa lidhjet kimikeçon në raportet më të pazakonta të molekulave të ujit dhe substancës së përfshirë. Për shembull, kur temperaturat e ulëta komponimet që përmbajnë tetë atome argon, kripton, ksenon ose radon për 46 molekula H 2 O janë të qëndrueshme. Por atomet e vogla të heliumit dhe neonit nuk formojnë kllatrate të tilla, pasi ato "shpëtojnë" nga zbrazëtitë që janë shumë të mëdha për ta. Klatrati i përbërjes Cl 2 8H 2 O u mor nga Davy në 1811 nga i ngopur në 0 ° C tretësirë ujore klorin
Klatratet e formuara nga uji dhe metani, si dhe gazet e tjera, shpesh quhen hidrate gazi. Nga pamja e jashtme ato duken si borë ose borë e lirshme, por nën presion mund të ekzistojnë edhe në të temperaturat mbi zero. Prandaj, hidratet e gazit mund të bllokojnë tubacionin e gazit dhe të çojnë në një aksident. Hidratet e metanit janë të përhapura në natyrë, veçanërisht në raftin e oqeanit; stoqe gazit natyror në formën e hidrateve të gazit i tejkalon ndjeshëm rezervat e tij në gjendje të lirë.
Hidratimi si ndërveprim kimik me ujin mund të shoqërohet me shkatërrimin e molekulave të ujit, në këtë rast ndodh një reaksion kimik i pakthyeshëm, i cili zakonisht quhet hidrolizë - zbërthim nga uji. Reaksionet e hidrolizës njihen si në inorganike ashtu edhe në kimi organike. Shembuj të hidrolizës komponimet organike Proceset e mëposhtme mund të shërbejnë:
SO 3 + H 2 O ® H 2 SO 4, CaO + H 2 O ® Ca(OH) 2, SOCl 2 + H 2 O ® SO 2 + 2HCl, CaC 2 + 2H 2 O ® Ca(OH) 2 + C 2 H 2, PCl 3 + 3H 2 O ® H 3 PO 4 + HCl, BF 3 + 3H 2 O ® H 3 BO 3 + 3HF.
Hidroliza e kripërave të formuara nga një bazë e fortë (alkali) dhe një acid i dobët ose një bazë e dobët dhe një acid i fortë shoqërohet me një ndryshim në aciditetin e mjedisit: Na 2 S + H 2 O ® NaHS + NaOH, AlCl 3 + H2O® Al(OH)Cl2 + HCl. Në rastin e kripërave të tilla si Al 2 S 3 (ato mund të merren vetëm me mjete të thata), hidroliza vazhdon deri në përfundim me çlirimin e hidroksidit të metalit dhe një acidi të dobët.
Në kiminë organike, reaksionet e hidrolizës shoqërohen ose me shkatërrimin e një molekule organike (hidrolizë esteret, proteinat): CH 3 COOC 2 H 5 + H 2 O ® CH 3 COOH + C 2 H 2 OH, ose duke zëvendësuar ndonjë grup në molekulë me pjesën e mbetur të një molekule uji, zakonisht hidroksil (hidroliza e halogjenëve alkil): C 2 H 5 Br + H 2 O ® C 2 H 5 OH + HBr. Në të dyja rastet, hidroliza lehtësohet nga prania e një alkali, i cili lidh acidin e çliruar. Në rastin e proteinave dhe molekulave të tjera biologjikisht aktive, reaksioni i hidrolizës drejtohet në drejtimin e dëshiruar nga enzima speciale - hidrolaza. Për shembull, enzima amilaza nxit hidrolizën e niseshtës; enzima tripsina hidrolizon në mënyrë specifike lidhjet peptide në proteinat e formuara nga aminoacidet arginina dhe lizina.
Shembuj të reaksioneve të hidratimit në kiminë organike përfshijnë hidratimin katalitik të alkeneve për të formuar alkoole:
C 2 H 4 + H 2 O ® C 2 H 5 OH dhe hidratimi katalitik i alkineve me formimin e aldehideve ose ketoneve: C 2 H 2 + H 2 O ® CH 3 CHO, CH 3 –Cє CH + H 2 O ® CH 3 – CO–CH 3 .
Reaksionet e hidratimit përdoren gjerësisht në sintezën organike industriale. Për shembull, hidratimi katalitik prodhon alkool etilik nga etilen, alkool propil nga propileni, acetaldehid nga acetilen dhe aceton nga metilacetileni. Reaksioni i hidratimit me formimin e hidrateve është kyç gjatë derdhjes së produkteve të gipsit, gjatë "ngurtësimit" të çimentos. Formimi i hidrateve të gazit përdoret për të ndarë përzierjet e gazit me shumë përbërës. Prania e rezervave të hidratit të metanit në zorrët e Tokës është premtuese për prodhimin e ardhshëm të gazit natyror. Reaksionet e hidrolizës përdoren gjerësisht në praktikën laboratorike dhe në industri. Nga hidroliza e celulozës prodhohet ai që quhet alkool etilik hidrolitik, nga hidroliza e saharozës prodhohet glukoza dhe fruktoza, nga hidroliza e yndyrave prodhohet glicerinë dhe kripërat e acideve karboksilike - sapuni. Hidroliza enzimatike e komponimeve organike përdoret gjerësisht në industrinë ushqimore, tekstile dhe farmaceutike.
Ilya Leenson
PËRKUFIZIM
Hidrolizaështë një reaksion kimik që ndodh gjatë bashkëveprimit të çdo lënde (kripëra inorganike, proteina, aminoacide, karbohidrate dhe substanca të tjera organike) me ujin.
Nëse marrim parasysh hidrolizën e kripërave, atëherë kripërat mesatare dhe acide i nënshtrohen hidrolizës, formimi i të cilave përfshin një acid të fortë dhe një bazë të dobët (FeSO 4, ZnCl 2), një acid të dobët dhe një bazë të fortë (NaCO 3, CaSO 3) , një acid i dobët dhe një bazë e dobët (( NH 4) 2 CO 3, BeSiO 3). Nëse kripa fitohet duke reaguar me një acid dhe një bazë të fortë (NaCl, K 2 SO 4), reaksioni i hidrolizës nuk ndodh.
Llojet e hidrolizës
Ekzistojnë disa lloje të hidrolizës, duke përfshirë vlerën më të lartë kanë:
a) hidroliza me anion
Ky lloj hidrolize është karakteristik vetëm për kripërat inorganike dhe organike, formimi i të cilave përfshin një acid të dobët dhe një bazë të fortë, për shembull, metasilikat natriumi (Na 2 SiO 3), formatat natriumi (HCOONa), acetati i kaliumit (CH 3 COOK ), sulfitet hidrolizohen nga anioni i kalciumit (CaSO 3) etj.
Le të hedhim një vështrim më të afërt në shembullin e acetatit të kaliumit (CH 3 COOK). Kjo kripë formohet nga një bazë e fortë - hidroksidi i kaliumit (KOH) dhe një acid i dobët - acidi acetik (CH 3 COOH). Ekuacioni i hidrolizës do të duket kështu:
CH 3 COOK ↔ CH 3 COO - + K + (shpërbërja e kripës);
СH 3 COO - + K + + H 2 O ↔ CH 3 COOH + K + + OH - (ekuacion i plotë jonik);
CH 3 COO - + H 2 O ↔ CH 3 COOH + OH - (ekuacion jonik i shkurtuar);
CH 3 COOK + H 2 O↔ CH 3 COOH + KOH (ekuacion molekular).
Prania e joneve OH - në tretësirë tregon natyrën alkaline të mediumit.
b) hidroliza me kation
Ky lloj hidrolize është gjithashtu karakteristik vetëm për kripërat inorganike, formimi i të cilave përfshin një acid të fortë dhe një bazë të dobët, për shembull, klorur hekuri (III) (FeCl 3), sulfat bakri (II) (CuSO 4), nitrat beryllium. (Be( JO 3) 2), etj.
Le të shqyrtojmë më në detaje duke përdorur shembullin e nitratit të beriliumit (Be(NO 3) 2). Kjo kripë formohet nga një bazë e dobët - hidroksidi i beriliumit (Be(OH) 2) dhe një acid i fortë - acidi nitrik (HNO 3). Ekuacioni i hidrolizës do të duket kështu:
Be(NO 3) 2 ↔ Be 2+ + 2NO 3 - (shpërbërja e kripës);
Të jetë 2+ + 2NO 3 — + H 2 O ↔ BeOH + + H + + 2NO 3 — (ekuacioni i plotë jonik);
Be 2+ +H 2 O ↔ BeOH + + H + (ekuacion jonik i shkurtuar);
Be(NO 3) 2 + H 2 O ↔ Be(OH)NO 3 + HNO 3 (ekuacion molekular).
Teorikisht, një fazë e dytë e hidrolizës është e mundur:
Be(OH)NO 3 ↔ BeOH + + NO 3 - (shpërbërja e kripës);
BeOH + + NO 3 - + H 2 O ↔ Be(OH) 2 + H + + NO 3 - (ekuacion i plotë jonik);
BeOH + + H 2 O ↔ Be(OH) 2 + H + (ekuacion jonik i shkurtuar);
Be(OH)NO 3 + H 2 O ↔ Be(OH) 2 + HNO 3 (ekuacion molekular).
Prania e joneve H+ tregon natyrën acidike të mediumit.
c) hidroliza edhe e kationit edhe e anionit
Ky lloj hidrolize është karakteristik vetëm për kripërat inorganike dhe organike, formimi i të cilave përfshin një acid të dobët dhe një bazë të dobët. Për shembull, sulfiti i amonit (NH 4 SO 3), sulfuri i hekurit (II) (FeS), nitriti i bakrit (II) (Cu(NO 2) 2), etj. hidrolizohen nga kationi dhe anion.
Le të shqyrtojmë më në detaje duke përdorur shembullin e sulfurit të squfurit. Kjo kripë formohet nga një bazë e dobët - hidroksidi i hekurit (II) (Fe(OH) 2) dhe një acid i dobët - sulfuri i hidrogjenit (H 2 S). Ekuacioni i hidrolizës do të duket kështu:
FeS ↔ Fe 2+ + S 2- (shpërbërja e kripës);
FeS - + H 2 O ↔ Fe(OH) 2 ↓+ H 2 S (ekuacion molekular).
Ambienti është neutral.
d) hidroliza alkaline
Ky lloj hidrolize është karakteristik vetëm për përbërjet organike.Substanca hidrolizohet nën ndikimin e alkaleve. Le të shqyrtojmë më në detaje duke përdorur shembullin e derivateve të halogjenit:
e) hidroliza acide
Ky lloj hidrolize është karakteristik vetëm për përbërjet organike. Substanca hidrolizohet në prani të acideve minerale të forta (më shpesh acidi klorhidrik - HCl dhe acidi sulfurik - H 2 SO 4). Le të hedhim një vështrim më të afërt në shembullin e estereve:
e) hidrolizë enzimatike
Biopolimerët, për shembull, proteinat dhe karbohidratet, i nënshtrohen këtij lloji të hidrolizës: në një nga fazat e hidrolizës, enzimat (enzimat) futen në përzierjen e reaksionit për të thyer më shpejt komponimet me molekulare të lartë.
Shembuj të zgjidhjes së problemeve
SHEMBULL 1
Nitrat zinku i kripës (Zn(NO 3) 2) formohet nga një bazë e dobët - hidroksidi i zinkut dhe një acid i fortë - nitrik. I nënshtrohet hidrolizës në kation. Ekuacioni numër 3.Sulfidi i kripës së magnezit (MgS) formohet nga një bazë e fortë - hidroksidi i magnezit dhe një acid i dobët - sulfuri i hidrogjenit. Ai i nënshtrohet hidrolizës në anion. Ekuacioni numër 4.
Kripa e acetatit të amonit (CH 3 COONH 4) formohet nga një bazë e dobët - hidroksidi i amonit dhe një acid i dobët - acidi acetik. Ai i nënshtrohet hidrolizës në kation dhe anion. Ekuacioni numër 2.
Kripa e nitritit të litiumit (LiNO2) formohet nga një bazë e fortë - hidroksidi i litiumit dhe një acid i dobët - azoti. Ai i nënshtrohet hidrolizës në anion. Ekuacioni numër 1.
Kimia, si shumica e shkencave ekzakte, të cilat kërkojnë shumë vëmendje dhe njohuri të forta, nuk ka qenë kurrë një disiplinë e preferuar për nxënësit e shkollës. Por më kot, sepse me ndihmën e tij mund të kuptoni shumë procese që ndodhin rreth dhe brenda një personi. Merrni, për shembull, reagimin e hidrolizës: në shikim të parë duket se është i rëndësishëm vetëm për shkencëtarët kimistë, por në fakt, pa të, asnjë organizëm nuk mund të funksiononte plotësisht. Le të mësojmë rreth veçorive të këtij procesi, si dhe të tij rëndësi praktike për njerëzimin.
Reagimi i hidrolizës: çfarë është?
Kjo frazë i referohet një reagimi specifik të dekompozimit të shkëmbimit midis ujit dhe një substance të tretur në të me formimin e përbërjeve të reja. Hidroliza mund të quhet edhe solvolizë në ujë.
Ky term kimik rrjedh nga 2 fjalë greke: "ujë" dhe "dekompozim".
Produktet e hidrolizës
Reaksioni në shqyrtim mund të ndodhë gjatë bashkëveprimit të H 2 O me organike dhe jo organike substancave organike. Rezultati i tij varet drejtpërdrejt nga ajo me të cilën uji ra në kontakt, si dhe nëse janë përdorur substanca shtesë katalizatore, ose nëse temperatura dhe presioni janë ndryshuar.
Për shembull, reaksioni i hidrolizës së një kripe nxit formimin e acideve dhe alkaleve. Dhe nëse flasim për substanca organike, fitohen produkte të tjera. Solvoliza ujore e yndyrave nxit formimin e glicerinës dhe më të lartë Acidet yndyrore. Nëse procesi ndodh me proteina, rezultati është formimi i aminoacideve të ndryshme. Karbohidratet (polisaharidet) ndahen në monosakaride.
Në trupin e njeriut, i cili nuk është në gjendje të asimilojë plotësisht proteinat dhe karbohidratet, reaksioni i hidrolizës i "thjeshton" ato në substanca që trupi është në gjendje t'i tresë. Pra, solvoliza në ujë luan një rol të rëndësishëm në funksionimin normal të çdo individi biologjik.
Hidroliza e kripërave
Pasi të keni mësuar për hidrolizën, ia vlen të njiheni me shfaqjen e saj në substanca me origjinë inorganike, përkatësisht kripëra.
E veçanta e këtij procesi është se kur këto komponime ndërveprojnë me ujin, jonet elektrolit i dobët në përbërjen e kripës ato shkëputen prej saj dhe formojnë substanca të reja me H 2 O. Mund të jetë ose acid ose të dyja. Si rezultat i gjithë kësaj, ndodh një ndryshim në ekuilibrin e shpërbërjes së ujit.
Hidroliza e kthyeshme dhe e pakthyeshme
Në shembullin e mësipërm, në këtë të fundit mund të vëreni në vend të një shigjete ka dy, të dyja të drejtuara në drejtime të ndryshme. Çfarë do të thotë? Kjo shenjë tregon se reaksioni i hidrolizës është i kthyeshëm. Në praktikë, kjo do të thotë që, duke ndërvepruar me ujin, substanca e marrë në të njëjtën kohë jo vetëm që zbërthehet në përbërës (të cilët lejojnë të lindin komponime të reja), por gjithashtu formohet përsëri.
Megjithatë, jo e gjithë hidroliza është e kthyeshme, përndryshe nuk do të kishte kuptim, pasi substancat e reja do të ishin të paqëndrueshme.
Ka një sërë faktorësh që mund të kontribuojnë që një reagim i tillë të bëhet i pakthyeshëm:
- Temperatura. Nëse rritet apo zvogëlohet, përcakton se në cilin drejtim zhvendoset ekuilibri në reaksionin e vazhdueshëm. Nëse bëhet më i lartë, ka një zhvendosje drejt një reaksioni endotermik. Nëse, përkundrazi, temperatura ulet, avantazhi është në anën e reaksionit ekzotermik.
- Presioni. Kjo është një sasi tjetër termodinamike që ndikon në mënyrë aktive në hidrolizën jonike. Nëse rritet, ekuilibri kimik zhvendoset drejt reaksionit, i cili shoqërohet me një ulje të sasisë totale të gazeve. Nëse zbret, anasjelltas.
- Përqendrimi i lartë ose i ulët i substancave të përfshira në reaksion, si dhe prania e katalizatorëve shtesë.
Llojet e reaksioneve të hidrolizës në tretësirat e kripura
- Me anion (jon me ngarkesë negative). Solvoliza në ujë e kripërave të acideve të bazave të dobëta dhe të forta. Për shkak të vetive të substancave ndërvepruese, një reagim i tillë është i kthyeshëm.
Shkalla e hidrolizës
Kur studioni tiparet e hidrolizës në kripëra, ia vlen t'i kushtohet vëmendje një fenomeni të tillë si shkalla e tij. Kjo fjalë nënkupton raportin e kripërave (të cilat tashmë kanë hyrë në një reaksion dekompozimi me H 2 O) me sasinë totale që përmban të kësaj substance në tretësirë.
Sa më i dobët të jetë acidi ose baza e përfshirë në hidrolizë, aq më e lartë është shkalla e tij. Ajo matet në intervalin 0-100% dhe përcaktohet nga formula e paraqitur më poshtë.
N është numri i molekulave të një substance që i janë nënshtruar hidrolizës dhe N0 është numri i tyre i përgjithshëm në tretësirë.
Në shumicën e rasteve, shkalla e solvolizës ujore në kripëra është e ulët. Për shembull, në një zgjidhje 1% të acetatit të natriumit është vetëm 0.01% (në një temperaturë prej 20 gradë).
Hidroliza në substancat me origjinë organike
Procesi në studim mund të ndodhë edhe në përbërjet kimike organike.
Pothuajse në të gjithë organizmat e gjallë, hidroliza ndodh si pjesë e metabolizmit të energjisë (katabolizmit). Me ndihmën e tij, proteinat, yndyrat dhe karbohidratet ndahen në substanca lehtësisht të tretshme. Në të njëjtën kohë, uji në vetvete është rrallë në gjendje të fillojë procesin e solvolizës, kështu që organizmat duhet të përdorin enzima të ndryshme si katalizatorë.
Nëse po flasim për reaksion kimik me substanca organike, që synojnë marrjen e substancave të reja në një mjedis laboratorik ose prodhimi, më pas për përshpejtimin dhe përmirësimin e tij, tretësirës i shtohen acide të forta ose alkale.
Hidroliza në trigliceride (triacilglicerole)
Ky term i vështirë për t'u shqiptuar i referohet acideve yndyrore, të cilat shumica prej nesh i njohin si yndyrna.
Ato vijnë me origjinë shtazore dhe bimore. Sidoqoftë, të gjithë e dinë që uji nuk është i aftë të shpërndajë substanca të tilla, kështu që si ndodh hidroliza e yndyrës?
Reaksioni në fjalë quhet saponifikimi i yndyrave. Kjo është solvoliza ujore e triacilgliceroleve nën ndikimin e enzimave në një mjedis alkalik ose acid. Në varësi të tij, dallohen hidroliza alkaline dhe acide.
Në rastin e parë, reagimi rezulton në formimin e kripërave të acideve yndyrore më të larta (të njohura për të gjithë si sapunë). Kështu, sapuni i zakonshëm i ngurtë merret nga NaOH, dhe sapuni i lëngët nga KOH. Pra, hidroliza alkaline në trigliceride është procesi i formimit të detergjenteve. Vlen të theksohet se mund të kryhet lirisht në yndyrna me origjinë bimore dhe shtazore.
Reagimi në fjalë është arsyeja që sapuni lahet mjaft dobët në ujë të fortë dhe nuk lahet fare në ujë të kripur. Fakti është se i fortë quhet H 2 O, i cili përmban një tepricë të joneve të kalciumit dhe magnezit. Dhe sapuni, një herë në ujë, përsëri i nënshtrohet hidrolizës, duke u zbërthyer në jone natriumi dhe një mbetje hidrokarbure. Si rezultat i ndërveprimit të këtyre substancave, në ujë formohen kripëra të patretshme, të cilat duken si thekon të bardha. Për të parandaluar që kjo të ndodhë, bikarbonat natriumi NaHCO 3, i njohur më mirë si sode buke. Kjo substancë rrit alkalinitetin e tretësirës dhe në këtë mënyrë ndihmon sapunin të kryejë funksionet e tij. Nga rruga, për të shmangur probleme të tilla, industria moderne prodhon sintetikë detergjentët nga substanca të tjera, për shembull nga kripërat e estereve të alkooleve më të larta dhe acidit sulfurik. Molekulat e tyre përmbajnë nga dymbëdhjetë deri në katërmbëdhjetë atome karboni, për shkak të të cilave ata nuk i humbasin vetitë e tyre në ujë të kripur ose të fortë.
Nëse mjedisi në të cilin ndodh reaksioni është acid, procesi quhet hidrolizë acide e triacilgliceroleve. Në këtë rast, nën ndikimin e një acidi të caktuar, substancat evoluojnë në glicerinë dhe acide karboksilike.
Hidroliza e yndyrave ka një mundësi tjetër - hidrogjenizimin e triacilgliceroleve. Ky proces përdoret në disa lloje pastrimi, për shembull kur largohen gjurmët e acetilenit nga etileni ose papastërtitë e oksigjenit nga sisteme të ndryshme.
Hidroliza e karbohidrateve
Substancat në fjalë janë ndër përbërësit më të rëndësishëm të ushqimit të njerëzve dhe kafshëve. Megjithatë, trupi nuk është në gjendje të thithë saharozën, laktozën, maltozën, niseshtenë dhe glikogjenin në formën e tyre të pastër. Prandaj, si në rastin e yndyrave, këto karbohidrate zbërthehen në elementë të tretshëm duke përdorur një reaksion hidrolize.
Solvoliza ujore e karbonit përdoret gjithashtu në mënyrë aktive në industri. Nga niseshteja, si rezultat i reaksionit në fjalë me H 2 O, nxirret glukoza dhe melasa, të cilat përfshihen pothuajse në të gjitha ëmbëlsirat.
Një polisaharid tjetër që përdoret në mënyrë aktive në industri për prodhimin e shumë substancave dhe produkteve të dobishme është celuloza. Prej saj nxirret glicerina teknike, etilen glikol, sorbitoli dhe alkooli etilik i njohur.
Hidroliza e celulozës ndodh me ekspozim të zgjatur temperaturë të lartë dhe prania e acideve minerale. Produkti përfundimtar i këtij reaksioni është, si në rastin e niseshtës, glukoza. Duhet pasur parasysh se hidroliza e celulozës është më e vështirë se ajo e niseshtës, pasi ky polisaharid është më rezistent ndaj acideve minerale. Megjithatë, duke qenë se celuloza është përbërësi kryesor i mureve qelizore të të gjitha bimëve më të larta, lëndët e para që e përmbajnë janë më të lira se sa për niseshtenë. Në të njëjtën kohë, glukoza e celulozës përdoret më shumë për nevoja teknike, ndërsa produkti i hidrolizës së niseshtës konsiderohet më i përshtatshëm për ushqim.
Hidroliza e proteinave
Proteinat janë kryesore material ndërtimor për qelizat e të gjithë organizmave të gjallë. Ato përbëhen nga aminoacide të shumta dhe janë një produkt shumë i rëndësishëm për funksionimin normal të organizmit. Megjithatë, duke qenë komponime me molekulare të lartë, ato mund të absorbohen dobët. Për të thjeshtuar këtë detyrë, ndodh hidroliza e tyre.
Ashtu si me substancat e tjera organike, ky reagim zbërthen proteinat në produkte me peshë të ulët molekulare që absorbohen lehtësisht nga trupi.
