De hydrolyse Het is een chemische reactie die kan optreden in zowel anorganische als organische moleculen of ionen, en waarbij water wordt betrokken om hun bindingen te verbreken. De naam is afkomstig van het Grieks, 'hydro' van water en 'lysis' van breuk.
Het watermolecuul, HtweeOf het brengt een evenwicht tot stand met de ionen van zouten van zwakke zuren en basen, dit concept komt voor het eerst naar voren in algemene studies in de chemie en in de analytische chemie. Het is daarom een van de eenvoudigste chemische reacties.
In verschillende voorbeelden van hydrolyse is water alleen niet in staat een bepaalde covalente binding te verbreken. Wanneer dit gebeurt, wordt het proces versneld of gekatalyseerd door verzuring of alkalisatie van het medium; dat wil zeggen in aanwezigheid van H-ionen3OF+ u OH-, respectievelijk. Evenzo zijn er enzymen die hydrolyse katalyseren.
Hydrolyse neemt een speciale plaats in als het gaat om biomoleculen, omdat de bindingen die hun monomeren bij elkaar houden onder bepaalde omstandigheden gevoelig zijn voor hydrolyse. Suikers worden bijvoorbeeld gehydrolyseerd om polysacchariden af te breken tot hun samenstellende monosacchariden dankzij de werking van glucosidase-enzymen..
Artikel index
Bovenstaande afbeelding legt uit waar hydrolyse uit bestaat. Merk op dat niet alleen het molecuul of substraat (als enzymen mediëren) zijn binding verbreekt, maar ook het water zelf, dat 'breekt' in H+ en OH-, waar H+ eindigt met A en OH- met B. A-B reageert dus met een watermolecuul en produceert twee producten, A-H en B-OH.
Hydrolyse is dus de tegenovergestelde reactie op condensatie. Bij de condensatie komen twee producten, te weten A-H en B-OH, samen door middel van het vrijkomen van een klein molecuul: het water. Bij hydrolyse wordt een molecuul verbruikt, terwijl het bij condensatie wordt vrijgegeven of geproduceerd.
Terugkomend op het voorbeeld van suikers, stel dat A-B overeenkomt met een sucrosedimeer, waarbij A staat voor glucose en B staat voor fructose. De binding A-B, glycosidisch, kan worden gehydrolyseerd om de twee monosacchariden afzonderlijk en in oplossing te laten ontstaan, en hetzelfde gebeurt met oligo en polysacchariden als enzymen bij dergelijke reacties bemiddelen..
Merk op dat in deze reactie, A-B, de pijl maar één richting heeft; dat wil zeggen, het is een onomkeerbare hydrolyse. Veel hydrolyse zijn echter in feite omkeerbare reacties die een evenwicht bereiken.
ATP is stabiel tussen pH-waarden van 6,8 en 7,4. Bij extreme pH-waarden hydrolyseert het echter spontaan. Bij levende wezens wordt hydrolyse gekatalyseerd door enzymen die bekend staan als ATPases:
ATP + HtweeO => ADP + Pi
Deze reactie is sterk exergonisch, aangezien de entropie van ADP groter is dan die van ATP. De variatie van de vrije energie van Gibbs (ΔGº) is - 30,5 kJ / mol. De energie die wordt geproduceerd door de hydrolyse van ATP wordt gebruikt in tal van endergonische reacties.
In sommige gevallen wordt de hydrolyse van ATP gebruikt voor de omzetting van een verbinding (A) in een verbinding (B).
A + ATP + HtweeOF <=> B + ADP + Pi + H+
Twee watermoleculen kunnen met elkaar reageren bij schijnbare hydrolyse:
H.tweeO + HtweeOF <=> H.3OF+ + Oh-
Het is alsof een van die watermoleculen in H is gebroken+ en OH-, gaan de H koppelen+ naar het zuurstofatoom van het andere watermolecuul, dat aanleiding geeft tot het hydroniumion, H3OF+. Deze reactie gaat, meer dan hydrolyse, over de auto-ionisatie of autoprotolyse van water.
Eiwitten zijn stabiele macromoleculen en om hun volledige hydrolyse te bereiken, in de aminozuren waaruit ze bestaan, zijn extreme omstandigheden vereist; zoals een concentratie zoutzuur (6 M) en hoge temperaturen.
Levende wezens zijn echter begiftigd met een enzymatisch arsenaal dat de hydrolyse van eiwitten tot aminozuren in de twaalfvingerige darm mogelijk maakt. De enzymen die betrokken zijn bij de vertering van eiwitten worden bijna volledig uitgescheiden door de alvleesklier.
Er zijn exopeptidase-enzymen die eiwitten afbreken, beginnend bij hun uiteinden: aminopeptidase aan het amino-uiteinde en carboxypeptidase aan het carboxyl-uiteinde. Endopeptidase-enzymen oefenen hun werking uit in de eiwitketen, bijvoorbeeld: trypsine, pepsine, chymotrypsine, enz..
Amiden geven bij verhitting in een alkalisch milieu aanleiding tot een carbonzuur en een amine:
RCONHtwee + H.tweeO => RCOO- + NHtwee
Esters in een waterig medium worden gehydrolyseerd tot een carbonzuur en een alcohol. Het proces wordt gekatalyseerd door een base of een zuur:
RCO-OR '+ HtweeO => RCOOH + R'OH
Dit is de beroemde verzepingsreactie.
In water worden verschillende soorten gehydrolyseerd om het waterige medium aan te zuren of alkalisch te maken.
Natriumacetaat, een basisch zout, dissocieert in water om Na-ionen te geven+ (natrium) en CH3COO- (acetaat). De basiciteit ervan is te wijten aan het feit dat acetaat wordt gehydrolyseerd om OH-ionen te genereren-, terwijl natrium ongewijzigd blijft:
CH3COO- + H.tweeOF <=> CH3COOH + OH-
De OH- is er verantwoordelijk voor dat de pH stijgt en basisch wordt.
Ammoniumchloride (NH4Cl) wordt gevormd door het chloride-ion (Cl-) uit zoutzuur (HCl), een sterk zuur, en het ammoniumkation (NH4+) uit ammoniumhydroxide (NH4OH), een zwakke basis. De Cl- Het dissocieert niet in water, maar het ammoniumkation verandert als volgt in water:
NH4+ + H.tweeOF <=> NH3 + H.3OF+
De hydrolyse van het ammoniumkation produceert protonen die de zuurgraad van een waterig medium verhogen, dus er wordt geconcludeerd dat NH4Cl is een zuur zout.
Natriumchloride (NaCl) is een zoutproduct van de reactie van een sterke base (NaOH) met een sterk zuur (HCl). Door natriumchloride op te lossen in water, kan het natriumkation (Na+) en het anion (Cl-Beide ionen dissociëren niet in water, dus voegen ze geen H toe+ u OH-, de pH constant houden.
Daarom wordt gezegd dat natriumchloride een neutraal zout is..
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.