HIDROLISIS: KANDUNGANNYA DAN CONTOH TINDAK BALAS - KIMIA

The hidrolisis adalah tindak balas kimia yang boleh berlaku dalam molekul atau ion kedua-dua bukan organik dan organik, dan melibatkan penyertaan air untuk berbuka bon. Namanya berasal dari bahasa Yunani, 'hidro' air, dan 'lisis' pecah.

Molekul air, H ₂ O, mewujudkan keseimbangan dengan ion garam asid dan basa yang lemah, konsep ini muncul untuk pertama kalinya dalam kajian umum kimia dan kimia analitik. Oleh itu, ia adalah salah satu tindak balas kimia termudah.

Persamaan umum untuk tindak balas hidrolisis. Sumber: Gabriel Bolívar.

Dalam beberapa contoh hidrolisis, air sahaja tidak dapat memutuskan ikatan kovalen tertentu. Apabila ini berlaku, proses dipercepat atau dikatalisasi oleh pengasidan atau alkaliisasi medium; iaitu, di hadapan ion H ₃ O ⁺ atau OH ^- masing-masing. Terdapat juga enzim yang memangkin hidrolisis.

Hidrolisis menempati tempat yang istimewa berkaitan dengan molekul biomolekul, kerana ikatan yang menyatukan monomer mereka bersamaan rentan terhadap hidrolisis dalam keadaan tertentu. Sebagai contoh, gula dihidrolisis untuk memecah polisakarida menjadi monosakarida penyusunnya berkat tindakan enzim glukosidase.

Apa itu hidrolisis?

Gambar di atas menerangkan apa itu hidrolisis. Perhatikan bahawa bukan sahaja molekul atau substrat (jika enzim menengah) memutuskan ikatannya, tetapi juga air itu sendiri, yang "patah" menjadi H ⁺ dan OH ^- , di mana H ⁺ berakhir dengan A, dan OH ^- dengan B. AB Oleh itu, ia bertindak balas dengan molekul air, menghasilkan dua produk, AH dan B-OH.

Oleh itu, hidrolisis adalah tindak balas yang berlawanan dengan pemeluwapan. Dalam pemeluwapan dua produk, untuk mengatakan AH dan B-OH, disatukan dengan cara pembebasan molekul kecil: air. Dalam hidrolisis molekul dimakan, sementara dalam pemeluwapan ia dibebaskan atau dihasilkan.

Kembali ke contoh gula, anggap AB sesuai dengan dimer sukrosa, di mana A mewakili glukosa, dan B mewakili fruktosa. Ikatan glukosidik AB dapat dihidrolisis untuk menghasilkan dua monosakarida secara berasingan dan dalam larutan, dan hal yang sama berlaku pada oligo dan polisakarida jika enzim memediasi tindak balas tersebut.

Perhatikan bahawa dalam reaksi ini, iaitu AB, anak panah hanya mempunyai satu arah; iaitu hidrolisis yang tidak dapat dipulihkan. Walau bagaimanapun, banyak hidrolisis sebenarnya adalah reaksi yang boleh diterbalikkan yang mencapai keseimbangan.

Contoh tindak balas hidrolisis

- ATP

ATP stabil antara nilai pH 6.8 dan 7.4. Walau bagaimanapun, pada nilai pH yang melampau, ia menghidrolisis secara spontan. Pada makhluk hidup, hidrolisis dikatalisis oleh enzim yang dikenali sebagai ATPases:

ATP + H ₂ O => ADP + Pi

Tindak balas ini sangat eksergonik, kerana entropi ADP lebih besar daripada ATP. Variasi tenaga bebas Gibbs (ΔGº) ialah - 30.5 kJ / mol. Tenaga yang dihasilkan oleh hidrolisis ATP digunakan dalam banyak reaksi endergonik.

Reaksi berpasangan

Dalam beberapa kes, hidrolisis ATP digunakan untuk penukaran sebatian (A) kepada sebatian (B).

A + ATP + H ₂ O <=> B + ADP + Pi + H ⁺

- Air

Dua molekul air dapat bertindak balas antara satu sama lain dalam hidrolisis yang nyata:

H ₂ O + H ₂ O <=> H ₃ O ⁺ + OH ^-

Seolah-olah salah satu molekul air ini pecah menjadi H ⁺ dan OH ^- , H ⁺ akan mengikat atom oksigen molekul air yang lain, yang menimbulkan ion hidronium, H ₃ O ⁺ . Tindak balas ini, bukannya hidrolisis, adalah mengenai autoionisasi atau autoprotolisis air.

- Protein

Protein adalah makromolekul yang stabil dan untuk mencapai hidrolisis lengkapnya, dalam asid amino yang membentuknya, keadaan ekstrim diperlukan; seperti kepekatan asid hidroklorik (6 M) dan suhu tinggi.

Walau bagaimanapun, makhluk hidup dikurniakan persenjataan enzimatik yang membolehkan hidrolisis protein menjadi asid amino dalam duodenum. Enzim yang terlibat dalam pencernaan protein hampir keseluruhannya dirembeskan oleh pankreas.

Terdapat enzim exopeptidase yang menurunkan protein, bermula dari hujungnya: aminopeptidase di hujung amino, dan karboksipeptidase di hujung karboksil. Enzim endopeptidase bertindak dalam rantai protein, contohnya: trypsin, pepsin, chymotrypsin, dll.

- Amida dan ester

Amida, apabila dipanaskan dalam medium alkali, menimbulkan asid karboksilik dan amina:

RCONH ₂ + H ₂ O => RCOO ^- + NH ₂

Ester dalam medium berair dihidrolisiskan menjadi asid karboksilik dan alkohol. Proses ini dikatalisis oleh asas atau asid:

RCO-OR '+ H ₂ O => RCOOH + R'OH

Ini adalah reaksi saponifikasi yang terkenal.

- Asid-asas

Di dalam air, beberapa spesies dihidrolisiskan untuk mengasamkan atau mengalkali medium berair.

Menambah garam asas

Natrium asetat, garam asas, larut dalam air untuk memberikan ion Na ⁺ (sodium) dan CH ₃ COO ^- (asetat). Kebesan adalah disebabkan oleh hakikat bahawa asetat dihidrolisiskan untuk menjana OH ^- ion , manakala natrium tidak berubah:

CH ₃ COO ^- + H ₂ O <=> CH ₃ COOH + OH ^-

OH ^- bertanggungjawab untuk pH meningkat dan menjadi asas.

Menambah garam asam

Amonium klorida (NH ₄ Cl) terbentuk oleh ion klorida (Cl ^- ) dari asid hidroklorik (HCl), asid kuat, dan kation amonium (NH ₄⁺ ) dari amonium hidroksida (NH ₄ OH) , asas yang lemah. Cl ^- tidak terasing dalam air, tetapi kation ammonium diubah dalam air dengan cara berikut:

NH ₄⁺ + H ₂ O <=> NH ₃ + H ₃ O ⁺

Hidrolisis kation ammonium menghasilkan proton yang meningkatkan keasidan medium berair, yang disimpulkan bahawa NH ₄ Cl adalah garam asid.

Menambah garam neutral

Natrium klorida (NaCl) adalah produk garam dari tindak balas asas kuat (NaOH) dengan asid kuat (HCl). Dengan melarutkan natrium klorida di dalam air, natrium kation (Na ⁺ ) dan anion (Cl ^- ) dihasilkan. Kedua-dua ion tidak terurai di dalam air, jadi mereka tidak menambahkan H ⁺ atau OH ^- , menjaga pH mereka tetap.

Oleh itu, natrium klorida dikatakan sebagai garam neutral.

Rujukan

Mathews, CK, van Holde, KE dan Ahern, KG (2002). Biokimia. (Edisi ketiga). Edit. Pearson-Addison Wesley.
Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kimia (Edisi ke-8.) Pembelajaran CENGAGE.
Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (13 Januari 2019). Hidrolisis: Definisi dan Contoh. Dipulihkan dari: thinkco.com
Theresa Phillips. (28 April 2019). Penjelasan mengenai Proses Hidrolisis. Dipulihkan dari: thebalance.com
Pengarang Ensiklopedia Britannica. (2016, 16 November). Hidrolisis. Encyclopædia Britannica. Dipulihkan dari: britannica.com
Wikipedia. (2019). Hidrolisis. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org

HIDROLISIS: KANDUNGANNYA DAN CONTOH TINDAK BALAS - KIMIA - 2025