We leggen uit wat hydrolyse is en waaruit deze chemische reactie bestaat. Ook de soorten hydrolyse die er zijn.
Wat is hydrolyse?
Hydrolyse is een chemische reactie waarin moleculen van Water (H2O) zijn onderverdeeld in hun atomen componenten (waterstof en zuurstof). Op hun beurt, in het hydrolyseproces, gaan de atomen waaruit de watermoleculen bestaan zich verder vormen chemische verbindingen met de stof die reageert met water. Hydrolyse is een zeer belangrijke reactie, aangezien water wereldwijd het meest gebruikte oplosmiddel is.
De specifieke naam van deze reactie komt van de Griekse woorden waterkracht ("water en lýsis (“Rupture”), waaruit volgt dat het een vorm van breuk is van een bepaald molecuul van opgeloste stof, wanneer het reageert met water. Aangaande met organische chemie, het is precies het tegenovergestelde proces van de reactie van condensatie, dat is de combinatie van twee organische moleculen, waarin een product en een watermolecuul worden verkregen.
Er zijn verschillende vormen van hydrolyse, afhankelijk van de stoffen die gemaakt zijn om met water te reageren:
- Zuur-base hydrolyse. Bij deze reactie splitst water zich in een hydroxylion (OH–) en a proton (H +), die onmiddellijk wordt gehydrateerd om een hydroniumion (H3O +) te vormen. Dus zuiver water manifesteert deze reactie spontaan.
Wanneer bepaalde stoffen aan het water worden toegevoegd, kan de balans van de vorige reactie worden gewijzigd. Als we bijvoorbeeld zouten toevoegen, afhankelijk van uw oplosbaarheid, kunnen de anionen of kationen zich combineren met de OH- en H3O + -ionen, waardoor de pH van de uiteindelijke oplossing kan variëren. Er zijn dus vier classificaties voor zuur-base hydrolyse volgens het type zout dat aan het water wordt toegevoegd:- Sterke zuur-sterke base zout hydrolyse. Wanneer een zout van een zuur en een base sterk in water, er treedt bijna geen hydrolyse op, waardoor de dissociatiebalans van water niet verandert. De pH in dit geval zal het neutraal zijn. Bijvoorbeeld:
- Hydrolyse van zwak zuur-sterk base zout. Het anion van het zout (van het zwakke zuur en de sterke base) en een proton uit het water combineren, waarbij hydroxylionen vrijkomen, waardoor de resulterende pH basisch zal zijn. Bijvoorbeeld:
- Sterke zuur-zwakke base zout hydrolyse. Het kation van het zout (afkomstig van het sterke zuur en de zwakke base) geeft een proton af aan het water om een hydroniumion (H3O +) te vormen, waardoor de resulterende pH zuur zal zijn. Bijvoorbeeld:
- Zwakke zuur-zwakke base zout hydrolyse. Het kation van het zout (afkomstig van de zwakke base) combineert met het water dat een hydroniumion (H3O +) afgeeft en het anion van het zout (afkomstig van het zwakke zuur) combineert met het water dat een hydroxylion (OH–) vrijgeeft. De resulterende pH zal afhangen van de geproduceerde hoeveelheden hydronium- en hydroxylionen. Als er meer H3O + ion wordt geproduceerd dan OH– ion, zal de pH zuur zijn, en als er meer OH– ion wordt geproduceerd dan H3O + ion, zal de pH basisch zijn. Aan de andere kant, als de geproduceerde hoeveelheden van beide ionen gelijk zijn, zal de resulterende pH neutraal zijn. Bijvoorbeeld:
- Sterke zuur-sterke base zout hydrolyse. Wanneer een zout van een zuur en een base sterk in water, er treedt bijna geen hydrolyse op, waardoor de dissociatiebalans van water niet verandert. De pH in dit geval zal het neutraal zijn. Bijvoorbeeld:
- Hydrolyse van amiden en esters. Bij dit soort organische stoffen kan hydrolyse plaatsvinden in een zuur of basisch milieu. In het geval van esters worden ze gehydrolyseerd in een zuur en basisch milieu, waarbij carbonzuren en alcoholen. Het proces van hydrolyse van esters wordt ook wel verzeping genoemd (hydrolyse van triglyceriden om zepen te maken). Aan de andere kant hydrolyseren amiden in het algemeen in een zuur milieu, waarbij ze uiteenvallen in aminen en carbonzuren. Bijvoorbeeld:
- Hydrolyse van polysachariden. Polysachariden (suikers) kunnen worden gehydrolyseerd en afgebroken (door hun glycosidische bindingen te verbreken, dit zijn bindingen tussen monosachariden om polysachariden te vormen) tot eenvoudigere polysachariden, disachariden of monosachariden. Tijdens het hydrolyseproces bindt een waterstof in het watermolecuul aan de zuurstof aan het einde van een suikermolecuul, terwijl de hydroxyl zich aan het einde van de rest bindt. De hydrolyse van polysachariden is een proces dat regelmatig door levensvormen wordt uitgevoerd.
- Enzymatische hydrolyse. Het is de hydrolyse die optreedt in aanwezigheid van enzymen (organische verbindingen die in het algemeen de snelheid van chemische reacties verhogen), hydrolasen genoemd. Ureumamidohydrolase is bijvoorbeeld een enzym dat betrokken is bij de hydrolyse van ureum: