Idrolisi di sostanze organiche.  Idrolisi di sostanze organiche ed inorganiche

Idrolisi di sostanze organiche. Idrolisi di sostanze organiche ed inorganiche

L'idrolisi è la reazione di scambio di un sale con acqua ( solvolisi con acqua In questo caso, la sostanza originaria viene distrutta dall'acqua, con la formazione di nuove sostanze.

Poiché l'idrolisi è una reazione di scambio ionico, esso forza motriceè la formazione di un elettrolita debole (precipitazione e/o sviluppo di gas). È importante ricordare che la reazione di idrolisi è una reazione reversibile (nella maggior parte dei casi), ma esiste anche un'idrolisi irreversibile (procede fino alla fine, non ci sarà sostanza di partenza nella soluzione). L'idrolisi è un processo endotermico (con un aumento della temperatura, aumentano sia la velocità di idrolisi che la resa dei prodotti di idrolisi).

Come si evince dalla definizione che l'idrolisi è una reazione di scambio, si può presumere che un gruppo OH vada al metallo (+ un possibile residuo acido se si forma un sale basico (durante l'idrolisi di un sale formato da un acido forte e una base poliacida debole)), e al residuo acido vi è un protone idrogeno H+ (+ un eventuale ione metallico e uno ione idrogeno, con formazione di un sale acido, se viene idrolizzato un sale formato da un acido polibasico debole )).

Esistono 4 tipi di idrolisi:

1. Sale formato da una base forte e da un acido forte. Poiché è già stato menzionato sopra, l'idrolisi è una reazione di scambio ionico e procede solo nel caso della formazione di un elettrolita debole. Come descritto sopra, un gruppo OH va al metallo e un protone idrogeno H + va al residuo acido, ma né una base forte né un acido forte sono elettroliti deboli, quindi l'idrolisi in questo caso non funziona:

NaCl+HOH≠NaOH+HCl

La reazione del mezzo è vicino al neutro: pH≈7

2. Il sale è formato da una base debole e da un acido forte. Come detto sopra: un gruppo OH va al metallo e un protone idrogeno H + va al residuo acido. Per esempio:

NH4Cl+HOH↔NH4OH+HCl

NH 4 + +Cl - +HOH↔NH 4 OH+H + +Cl -

NH 4 + +HOH↔NH 4 OH+H +

Come si può vedere dall'esempio, l'idrolisi procede lungo il catione, la reazione del mezzo è pH acido < 7.При написании уравнений гидролиза для солей, образованных сильной кислотой и слабым многокислотным основанием, то в правой части следует писать основную соль, так как гидролиз идёт только по первой ступени:

FeCl 2 + HOH ↔ FeOHCl + HCl

Fe 2+ +2Cl - +HOH↔FeO + +H + +2Cl -

Fe 2+ + HOH ↔ FeOH + + H +

3. Il sale è formato da un acido debole e una base forte.Come accennato in precedenza: un gruppo OH va al metallo e un protone idrogeno H + va al residuo acido. Ad esempio:

CH 3 COONa+HOH↔NaOH+CH 3 COOH

СH 3 COO - +Na + +HOH↔Na + +CH 3 COOH+OH -

СH 3 COO - +HOH↔+CH 3 COOH+OH -

L'idrolisi procede lungo l'anione, la reazione del mezzo è alcalina, pH > 7. Quando si scrivono le equazioni per l'idrolisi di un sale formato da un acido polibasico debole e una base forte, la formazione di un sale acido dovrebbe essere scritta sul lato destro, l'idrolisi procede in 1 passaggio. Per esempio:

Na 2 CO 3 + HOH ↔ NaOH + NaHCO 3

2Na + +CO 3 2- +HOH↔HCO 3 - +2Na + +OH -

CO 3 2- +HOH↔HCO 3 - +OH -

4. Il sale è formato da una base debole e da un acido debole. Questo è l'unico caso in cui l'idrolisi va a fondo, è irreversibile (fino al completo consumo del sale iniziale), ad esempio:

CH 3 COONH 4 +HOH↔NH 4 OH+CH 3 COOH

Questo è l'unico caso in cui l'idrolisi va alla fine. L'idrolisi avviene sia nell'anione che nel catione; è difficile prevedere la reazione del mezzo, ma è vicino al neutro: pH ≈ 7.

C'è anche una costante di idrolisi, considerala usando l'esempio di uno ione acetato, denotandola Corrente alternata- . Come si può vedere dagli esempi sopra, l'acido acetico (etanoico) è un acido debole e, quindi, i suoi sali vengono idrolizzati secondo lo schema:

Ac - +HOH↔HAc+OH -

Troviamo la costante di equilibrio per questo sistema:

Conoscere prodotto ionico dell'acqua, possiamo esprimere la concentrazione attraverso di essa [ OH] - ,

Sostituendo questa espressione nell'equazione per la costante di idrolisi, otteniamo:

Sostituendo la costante di ionizzazione dell'acqua nell'equazione, otteniamo:

Ma la costante la dissociazione dell'acido (nell'esempio dell'acido cloridrico) è pari a:

Dov'è un protone idrogeno idratato: . Allo stesso modo per l'acido acetico, come nell'esempio. Sostituendo il valore della costante di dissociazione dell'acido nell'equazione della costante di idrolisi, otteniamo:

Come segue dall'esempio, se il sale è formato da una base debole, il denominatore conterrà la costante di dissociazione della base, calcolata sulla stessa base della costante di dissociazione dell'acido. Se il sale è formato da una base debole e da un acido debole, il denominatore sarà il prodotto delle costanti di dissociazione dell'acido e della base.

grado di idrolisi.

C'è anche un altro valore che caratterizza l'idrolisi - il grado di idrolisi -α. Che è uguale a il rapporto tra la quantità (concentrazione) di sale in idrolisi e la quantità totale (concentrazione) di sale discioltoIl grado di idrolisi dipende dalla concentrazione di sale, dalla temperatura della soluzione. Aumenta con la diluizione della soluzione salina e con l'aumento della temperatura della soluzione. Ricordiamo che più diluire la soluzione, minore è la concentrazione molare del sale originale; e il grado di idrolisi aumenta con l'aumentare della temperatura, poiché l'idrolisi è un processo endotermico, come accennato in precedenza.

Il grado di idrolisi del sale è tanto più alto quanto più debole è l'acido o la base che lo formano. Come segue dall'equazione per il grado di idrolisi e tipi di idrolisi: con idrolisi irreversibileα≈1.

Il grado di idrolisi e la costante di idrolisi sono interconnessi attraverso l'equazione di Ostwald (Wilhelm Friedrich Ostwald-sdiluizione akon Ostwald, allevato 1888anno).La legge di diluizione mostra che il grado di dissociazione dell'elettrolita dipende dalla sua concentrazione e dalla costante di dissociazione. Prendiamo la concentrazione iniziale della sostanza comeC 0 , e la parte dissociata della sostanza - perγ, ricordiamo lo schema di dissociazione di una sostanza in soluzione:

AB↔A + +B -

Quindi la legge di Ostwald può essere espressa come segue:

Ricordiamo che l'equazione contiene le concentrazioni al momento dell'equilibrio. Ma se la sostanza è leggermente dissociata, allora (1-γ) → 1, che porta l'equazione di Ostwald nella forma: K d \u003d γ 2 C 0.

Il grado di idrolisi è similmente correlato alla sua costante:

Nella stragrande maggioranza dei casi viene utilizzata questa formula. Ma se necessario, puoi esprimere il grado di idrolisi attraverso la seguente formula:

Casi speciali di idrolisi:

1) Idrolisi degli idruri (composti dell'idrogeno con elementi (qui considereremo solo i metalli dei gruppi 1 e 2 e metam), dove l'idrogeno presenta uno stato di ossidazione di -1):

NaH+HOH→NaOH+H 2

CaH 2 + 2HOH → Ca (OH) 2 + 2H 2

CH 4 +HOH→CO+3H 2

La reazione con il metano è uno dei metodi industriali per la produzione di idrogeno.

2) Idrolisi dei perossidi.I perossidi dei metalli alcalini e alcalino terrosi vengono decomposti dall'acqua, con la formazione del corrispondente idrossido e perossido di idrogeno (o ossigeno):

Na 2 O 2 +2 H 2 O → 2 NaOH + H 2 O 2

Na 2 O 2 + 2H 2 O → 2NaOH + O 2

3) Idrolisi dei nitruri.

Ca 3 N 2 + 6 HOH → 3 Ca (OH) 2 + 2 NH 3

4) Idrolisi dei fosfuri.

K 3 P+3HOH→3KOH+PH 3

fuoriuscita di gas PH 3 -fosfina, molto velenoso, sorprendente sistema nervoso. È anche capace di autocombustione a contatto con l'ossigeno. Hai mai camminato attraverso una palude di notte o passato i cimiteri? Abbiamo visto rare esplosioni di luci - "luci vaganti", che appaiono come bruciature di fosfina.

5) Idrolisi dei carburi. Ecco due reazioni che hanno uso pratico, poiché con il loro aiuto si ottengono 1 membri della serie omologa degli alcani (reazione 1) e degli alchini (reazione 2):

Al 4 C 3 +12 HOH →4 Al (OH) 3 +3CH 4 (reazione 1)

CaC 2 +2 HOH →Ca(OH) 2 +2C 2 H 2 (reazione 2, il prodotto è acilene, secondo UPA con etino)

6) Idrolisi dei siliciuri. Come risultato di questa reazione, si forma 1 rappresentante della serie omologa di silani (ce ne sono 8 in totale) SiH 4 è un idruro covalente monomerico.

Mg 2 Si + 4 HOH → 2 Mg (OH) 2 + SiH 4

7) Idrolisi degli alogenuri di fosforo. I cloruri di fosforo 3 e 5, che sono rispettivamente cloruri acidi di fosforo e acido fosforico, saranno qui considerati:

PCl 3 + 3H 2 O \u003d H 3 PO 3 + 3HCl

PCl 5 + 4H 2 O \u003d H 3 PO 4 + 5HCl

8) Idrolisi materia organica.I grassi vengono idrolizzati, con formazione di glicerolo (C 3 H 5 (OH) 3) e acido carbossilico (un esempio di acido carbossilico limitante) (C n H (2n + 1) COOH)

esteri:

CH 3 COOCH 3 + H 2 O↔CH 3 COOH + CH 3 OH

Alcool:

C 2 H 5 ONa+H 2 O↔C 2 H 5 OH+NaOH

Gli organismi viventi effettuano l'idrolisi di varie sostanze organiche nel corso delle reazioni catabolismo con la partecipazione enzimi. Ad esempio, durante l'idrolisi con la partecipazione di enzimi digestivi le proteine ​​vengono scomposte in amminoacidi, i grassi in glicerolo e acidi grassi, i polisaccaridi in monosaccaridi (ad esempio in glucosio).

Quando i grassi vengono idrolizzati in presenza di alcali, sapone; idrolisi dei grassi in presenza catalizzatori applicato per ottenere glicina e acidi grassi.

Compiti

1) Il grado di dissociazione a dell'acido acetico in una soluzione 0,1 M a 18°C ​​è 1,4 10 -2. Calcola la costante di dissociazione dell'acido K d. (Suggerimento: usa l'equazione di Ostwald.)

2) Quale massa di idruro di calcio deve essere disciolta in acqua per ridurre il gas rilasciato a ferro 6,96 g di ossido di ferro ( II, III)?

3) Scrivi l'equazione per la reazione Fe 2 (SO 4) 3 + Na 2 CO 3 + H 2 O

4) Calcolare il grado, la costante dell'idrolisi del sale di Na 2 SO 3 per la concentrazione Cm = 0,03 M, tenendo conto solo del 1° stadio di idrolisi. (La costante di dissociazione dell'acido solforoso è assunta pari a 6,3∙10 -8)

Soluzioni:

a) Sostituisci questi problemi nella legge di diluizione di Ostwald:

b) K d \u003d [C] \u003d (1,4 10 -2) 0,1 / (1 - 0,014) \u003d 1,99 10 -5

Risposta. K d \u003d 1,99 10 -5.

c) Fe 3 O 4 + 4H 2 → 4H 2 O + 3Fe

CaH 2 +HOH→Ca(OH) 2 +2H 2

Troviamo il numero di moli di ossido di ferro (II, III), è uguale al rapporto tra la massa di una data sostanza e la sua massa molare, otteniamo 0,03 (mol).Secondo l'UCR, troviamo che le moli di idruro di calcio sono 0,06 (mol).Quindi la massa di idruro di calcio è 2,52 (grammi).

Risposta: 2,52 (grammi).

d) Fe 2 (SO 4) 3 + 3Na 2 CO 3 + 3H 2 O → 3СO2 + 2Fe (OH) 3 ↓ + 3Na 2 SO 4

e) Il solfito di sodio subisce idrolisi anionica, la reazione del mezzo di soluzione salina è alcalina (pH > 7):
SO 3 2- + H 2 O<-->OH - + HSO 3 -
La costante di idrolisi (vedi equazione sopra) è: 10 -14 / 6,3 * 10 -8 \u003d 1,58 * 10 -7
Il grado di idrolisi si calcola con la formula α 2 /(1 - α) = K h /C 0 .
Quindi, α \u003d (K h / C 0) 1/2 \u003d (1,58 * 10 -7 / 0,03) 1/2 \u003d 2,3 * 10 -3

Risposta: K h \u003d 1,58 * 10 -7; α \u003d 2,3 * 10 -3

Editore: Kharlamova Galina Nikolaevna

Studiamo l'effetto di un indicatore universale sulle soluzioni di alcuni sali

Come si può notare, l'ambiente della prima soluzione è neutro (pH=7), la seconda è acido (pH< 7), третьего щелочная (рН >7). Come spiegare un fatto così interessante? 🙂

Innanzitutto, ricordiamo cos'è il pH e da cosa dipende.

Il pH è un indicatore di idrogeno, una misura della concentrazione di ioni idrogeno in una soluzione (secondo le prime lettere delle parole latine potentia hydrogeni - la forza dell'idrogeno).

Il pH è calcolato come negativo logaritmo decimale concentrazione di ioni idrogeno, espressa in moli per litro:

A acqua pulita a 25 °C, le concentrazioni di ioni idrogeno e ioni idrossido sono le stesse e ammontano a 10 -7 mol/l (рН=7).

Quando le concentrazioni di entrambi i tipi di ioni in una soluzione sono le stesse, la soluzione è neutra. Quando > la soluzione è acida e quando > - alcalina.

A causa di cosa, in alcune soluzioni acquose di sali, c'è una violazione dell'uguaglianza delle concentrazioni di ioni idrogeno e ioni idrossido?

Il fatto è che c'è uno spostamento dell'equilibrio di dissociazione dell'acqua dovuto al legame di uno dei suoi ioni (o) con ioni sale con la formazione di un prodotto scarsamente dissociato, difficilmente solubile o volatile. Questa è l'essenza dell'idrolisi.

- questa è l'interazione chimica degli ioni di sale con gli ioni di acqua, che porta alla formazione di un elettrolita debole - un acido (o sale acido) o una base (o sale basico).

La parola "idrolisi" significa decomposizione da parte dell'acqua ("idro" - acqua, "lisi" - decomposizione).

A seconda di quale ione sale interagisce con l'acqua, esistono tre tipi di idrolisi:

  1. idrolisi per catione (solo il catione reagisce con l'acqua);
  2. idrolisi anionica (solo l'anione reagisce con l'acqua);
  3. idrolisi articolare - idrolisi da parte di cationi e anioni (sia il catione che l'anione reagiscono con l'acqua).

Qualsiasi sale può essere considerato come un prodotto formato dall'interazione di una base e un acido:


Idrolisi del sale - l'interazione dei suoi ioni con l'acqua, che porta alla comparsa di un ambiente acido o alcalino, ma non accompagnata dalla formazione di un precipitato o gas.

Il processo di idrolisi procede solo con la partecipazione solubile sale e si compone di due fasi:
1)dissociazione sale in soluzione irreversibile reazione (grado di dissociazione o 100%);
2) effettivamente , cioè. interazione degli ioni di sale con l'acqua reversibile reazione (grado di idrolisi ˂ 1 o 100%)
Le equazioni del 1° e 2° stadio - la prima è irreversibile, la seconda è reversibile - non possono essere sommate!
Si noti che i sali formati da cationi alcali e anioni forte gli acidi non subiscono idrolisi, si dissociano solo quando disciolti in acqua. In soluzioni di sali KCl, NaNO 3 , NaSO 4 e BaI, il mezzo neutro.

Idrolisi anionica

In caso di interazione anioni sale disciolto con acqua si chiama il processo idrolisi salina all'anione.
1) KNO 2 = K + + NO 2 - (dissociazione)
2) NO 2 - + H 2 O ↔ HNO 2 + OH - (idrolisi)
La dissociazione del sale KNO 2 procede completamente, l'idrolisi dell'anione NO 2 - in misura molto piccola (per una soluzione 0,1 M - dello 0,0014%), ma questo risulta essere sufficiente perché la soluzione diventi alcalino(tra i prodotti di idrolisi c'è uno ione OH -), in esso p H = 8.14.
Gli anioni subiscono solo idrolisi debole acidi (a questo esempio- ione nitrito NO 2, corrispondente all'acido nitroso debole HNO 2). L'anione di un acido debole attira a sé il catione idrogeno presente nell'acqua e forma una molecola di questo acido, mentre lo ione idrossido rimane libero:
NO 2 - + H 2 O (H +, OH -) ↔ HNO 2 + OH -
Esempi:
a) NaClO \u003d Na + + ClO -
ClO - + H 2 O ↔ HClO + OH -
b) LiCN = Li + + CN -
CN - + H 2 O ↔ HCN + OH -
c) Na 2 CO 3 \u003d 2Na + + CO 3 2-
CO 3 2- + H 2 O ↔ HCO 3 - + OH -
d) K 3 PO 4 \u003d 3K + + PO 4 3-
PO 4 3- + H 2 O ↔ HPO 4 2- + OH -
e) BaS = Ba 2+ + S 2-
S 2- + H 2 O ↔ HS - + OH -
Si noti che negli esempi (c-e) non è possibile aumentare il numero di molecole d'acqua e al posto degli idroanioni (HCO 3, HPO 4, HS) scrivere le formule degli acidi corrispondenti (H 2 CO 3, H 3 PO 4, H 2 S ). L'idrolisi è una reazione reversibile e non può procedere "fino alla fine" (prima della formazione di un acido).
Se un acido così instabile come H 2 CO 3 si formasse in una soluzione del suo sale NaCO 3, la CO 2 verrebbe rilasciata dalla soluzione gassosa (H 2 CO 3 \u003d CO 2 + H 2 O). Tuttavia, quando la soda viene disciolta in acqua, si forma una soluzione trasparente senza sviluppo di gas, il che dimostra l'incompletezza dell'idrolisi dell'anione con la comparsa nella soluzione di soli idrani di acido carbonico HCO 3 -.
Il grado di idrolisi del sale da parte dell'anione dipende dal grado di dissociazione del prodotto di idrolisi, l'acido. Più debole è l'acido, maggiore è il grado di idrolisi. Ad esempio, gli ioni CO 3 2-, PO 4 3- e S 2- subiscono idrolisi in misura maggiore rispetto allo ione NO 2, poiché la dissociazione di H 2 CO 3 e H 2 S nel 2° stadio e H 3 PO 4 nel 3° stadio procede molto meno della dissociazione dell'acido HNO 2. Pertanto, soluzioni, ad esempio Na 2 CO 3, K 3 PO 4 e BaS lo faranno altamente alcalino(che è facilmente verificabile dalla saponosità della soda al tatto) .

Un eccesso di ioni OH in una soluzione è facilmente rilevabile con un indicatore o misurato con strumenti speciali (pHmetri).
Se in una soluzione concentrata di un sale fortemente idrolizzato dall'anione,
ad esempio, Na 2 CO 3, aggiungere alluminio, poi quest'ultimo (a causa dell'anfoterismo) reagirà con alcali e si osserverà l'evoluzione dell'idrogeno. Questa è un'ulteriore prova di idrolisi, perché non abbiamo aggiunto l'alcali NaOH alla soluzione di soda!

Paga Attenzione speciale su sali di acidi di media resistenza - ortofosforici e solforosi. Nella prima fase, questi acidi si dissociano abbastanza bene, quindi i loro sali acidi non subiscono idrolisi e l'ambiente della soluzione di tali sali è acido (a causa della presenza di un catione di idrogeno nella composizione del sale). E i sali medi sono idrolizzati dall'anione: il mezzo è alcalino. Quindi, idrosolfiti, idrofosfati e diidrofosfati non vengono idrolizzati dall'anione, il mezzo è acido. Solfiti e fosfati vengono idrolizzati dall'anione, l'ambiente è alcalino.

Idrolisi per catione

Nel caso dell'interazione di un catione di un sale disciolto con l'acqua, viene chiamato il processo
idrolisi del sale al catione

1) Ni(NO 3) 2 = Ni 2+ + 2NO 3 - (dissociazione)
2) Ni 2+ + H 2 O ↔ NiOH + + H + (idrolisi)

La dissociazione del sale Ni (NO 3) 2 procede completamente, l'idrolisi del catione Ni 2+ - in misura molto piccola (per una soluzione 0,1 M - dello 0,001%), ma questo è sufficiente perché il mezzo diventi acido (tra i prodotti dell'idrolisi c'è uno ione H+).

Solo i cationi di idrossidi basici e anfoteri scarsamente solubili e il catione di ammonio subiscono idrolisi. NH4+. Il catione metallico separa lo ione idrossido dalla molecola d'acqua e rilascia il catione idrogeno H+.

Il catione di ammonio, a seguito dell'idrolisi, forma una base debole - idrato di ammoniaca e un catione di idrogeno:

NH 4 + + H 2 O ↔ NH 3 H 2 O + H +

Si noti che non è possibile aumentare il numero di molecole d'acqua e invece di idrossicationi (ad esempio NiOH +) scrivere formule di idrossido (ad esempio Ni (OH) 2). Se si formassero idrossidi, i precipitati cadrebbero dalle soluzioni saline, cosa che non si osserva (questi sali formano soluzioni trasparenti).
Un eccesso di cationi idrogeno è facile da rilevare con un indicatore o misurare con strumenti speciali. Il magnesio o lo zinco vengono introdotti in una soluzione concentrata di un sale altamente idrolizzato dal catione, quindi quest'ultimo reagisce con l'acido rilasciando idrogeno.

Se il sale è insolubile, non c'è idrolisi, perché gli ioni non interagiscono con l'acqua.

L'idrolisi degli esteri procede in modo reversibile in ambiente acido (in presenza di un acido inorganico) con formazione del corrispondente alcol e acido carbossilico.

Per spostare l'equilibrio chimico verso i prodotti di reazione, l'idrolisi viene effettuata in presenza di alcali.

Storicamente, il primo esempio di tale reazione è stata la scissione alcalina di esteri di acidi grassi superiori, con conseguente sapone. Ciò accadde nel 1811, quando lo scienziato francese E. Chevreul. riscaldando i grassi con acqua in un mezzo alcalino, ricevette glicerina e saponi - sali di acidi carbossilici superiori. Sulla base di questo esperimento, è stata stabilita la composizione dei grassi, che si sono rivelati esteri, ma solo "tre volte complessi., Derivati ​​dell'alcol triidrato glicerolo - trigliceridi. E il processo di idrolisi degli esteri in ambiente alcalino è ancora chiamato "saponificazione".

Ad esempio, la saponificazione di un estere formato da glicerolo, acido palmitico e stearico:

I sali di sodio degli acidi carbossilici superiori sono i componenti principali del sapone solido, i sali di potassio sono il sapone liquido.

Il chimico francese M. Berthelot nel 1854 eseguì la reazione di esterificazione e sintetizzò per la prima volta il grasso. Di conseguenza, l'idrolisi dei grassi (così come di altri esteri) procede in modo reversibile. L'equazione di reazione può essere semplificata come segue:

Negli organismi viventi si verifica l'idrolisi enzimatica dei grassi. Nell'intestino, sotto l'influenza dell'enzima lipasi, i grassi alimentari vengono idratati in glicerolo e acidi organici, che vengono assorbiti dalle pareti intestinali e nel corpo vengono sintetizzati nuovi grassi caratteristici di questo organismo. Viaggiano attraverso il sistema linfatico fino al flusso sanguigno e quindi al tessuto adiposo. Da qui i grassi entrano in altri organi e tessuti del corpo, dove, nel processo di metabolismo cellulare, vengono nuovamente idrolizzati e poi gradualmente ossidati a monossido di carbonio e acqua con rilascio di energia necessaria alla vita.

Nella tecnologia, l'idrolisi dei grassi viene utilizzata per ottenere glicerolo, acidi carbossilici superiori e sapone.

Idrolisi dei carboidrati

Mentre rimani a bocca aperta, i carboidrati sono componenti essenziali del nostro cibo. Inoltre, di- (saccarosio, lattosio, maltosio) e polisaccaridi (amido, glicogeno) non vengono assorbiti direttamente dall'organismo. Loro, come i grassi, subiscono prima l'idrolisi. L'idrolisi dell'amido procede per gradi.

In laboratorio e in condizioni industriali, l'acido viene utilizzato come catalizzatore per questi processi. Le reazioni sono effettuate con riscaldamento.
La reazione di idrolisi dell'amido al glucosio sotto l'azione catalitica dell'acido solforico fu effettuata nel 1811 dallo scienziato russo K. S. Kirchhoff.
Nell'uomo e negli animali, l'idrolisi dei carboidrati avviene sotto l'azione degli enzimi (Schema 4).

L'idrolisi industriale dell'amido produce glucosio e melassa (una miscela di destrine, maltosio e glucosio). La melassa è usata in pasticceria.
Le destrine, come prodotto dell'idrolisi parziale dell'amido, hanno un effetto adesivo: sono associate all'aspetto di una crosta su pane e patate fritte, nonché alla formazione di un film denso sulla biancheria intima maleica sotto l'influenza di un ferro caldo .

Un altro polisaccaride a te noto - la cellulosa - può anche essere idrolizzato a glucosio durante un riscaldamento prolungato con acidi minerali. Il processo è lento, ma breve. Questo processo è alla base di molte industrie di idrolisi. Servono per ottenere cibo, mangimi e prodotti tecnici da materie prime vegetali non alimentari: scarti di disboscamento, lavorazione del legno (segatura, trucioli, trucioli di legno), lavorazione delle colture (paglia, bucce di semi, pannocchie di mais, ecc.).

I prodotti tecnici di tali industrie sono glicerina, glicole etilenico. acidi organici, lievito da foraggio, snirt etilico, sorbitolo (alcool esavalente).

Idrolisi proteica

L'idrolisi può essere soppressa (ridurre significativamente la quantità di sale in fase di idrolisi).

a) aumentare la concentrazione del soluto
b) raffreddare la soluzione;
a) introdurre nella soluzione uno dei prodotti dell'idrolisi; ad esempio acidificare la soluzione se è acida per idrolisi, o alcalinizzare se è alcalina.

Significato dell'idrolisi

L'idrolisi del sale ha un significato sia pratico che biologico.

Già nell'antichità la talpa veniva usata come detersivo. La cenere contiene carbonato di potassio, che viene idrolizzato come anione in acqua, la soluzione acquosa diventa saponosa a causa degli ioni OH formati durante l'idrolisi.

Attualmente utilizziamo sapone, detersivi in ​​polvere e altri detersivi nella vita di tutti i giorni. Il componente principale del sapone sono i sali di sodio o potassio degli acidi carbossilici grassi superiori: stearati, palmitati, che vengono idrolizzati.

Nella composizione dei detersivi e altri detergenti vengono appositamente introdotti sali di acidi inorganici (fosfati, carbonati), che potenziano l'effetto lavante aumentando il pH del mezzo.

I sali che creano l'ambiente alcalino necessario della soluzione sono contenuti in uno sviluppatore fotografico. Questi sono carbonato di sodio, carbonato di potassio, borace e altri sali che si idrolizzano nell'anione.

Se l'acidità del terreno è insufficiente, le piante sviluppano una malattia: la clorosi. I suoi segni sono ingiallimento o sbiancamento delle foglie, ritardo nella crescita e nello sviluppo. Se pH> 7,5, viene aggiunto fertilizzante a base di solfato di ammonio, che contribuisce ad aumentare l'acidità dovuta all'idrolisi da parte del catione che passa nel terreno.

inestimabile ruolo biologico idrolisi di alcuni sali che compongono l'organismo.

Si noti che in tutte le reazioni di idrolisi, gli stati di ossidazione elementi chimici non cambiare. Le reazioni redox non sono generalmente classificate come reazioni di idrolisi, sebbene in questo caso la sostanza interagisca con l'acqua.

Quali fattori possono influenzare il grado di idrolisi

Come già sapete dalla definizione, l'idrolisi è il processo di decomposizione con l'aiuto dell'acqua. In una soluzione, i sali sono presenti sotto forma di ioni e la loro forza motrice, che provoca tale reazione, è chiamata formazione di particelle a bassa dissociazione. Questo fenomeno è caratteristico di molte reazioni che si verificano nelle soluzioni.

Ma non sempre gli ioni, interagendo con l'acqua, creano particelle a bassa dissociazione. Quindi, poiché già sai che il sale è composto da un catione e un anione, sono possibili tipi di idrolisi come:

Nel caso dell'ingresso della reazione dell'acqua con un catione, otteniamo idrolisi da parte del catione;
Se, invece, la reazione dell'acqua avviene solo con l'anione, allora otteniamo l'idrolisi da parte dell'anione;
Con l'ingresso simultaneo di un catione e di un anione in una reazione con l'acqua, otteniamo l'idrolisi articolare.

Poiché sappiamo già che l'idrolisi ha una reazione reversibile, alcuni fattori influenzano il suo stato di equilibrio, che includono: temperatura, concentrazione di prodotti di idrolisi, concentrazioni di partecipanti alla reazione, aggiunte di sostanze estranee. Ma quando le sostanze gassose non prendono parte alla reazione, queste sostanze non influiscono sulla pressione, ad eccezione dell'acqua, poiché la sua concentrazione è costante.

Consideriamo ora esempi di espressioni per costanti di idrolisi:



La temperatura può essere un fattore che influenza lo stato di equilibrio dell'idrolisi. Pertanto, con un aumento della temperatura, l'equilibrio del sistema si sposta a destra e, in questo caso, aumenta il grado di idrolisi.

Se seguiamo i principi di Le Chatelier, vediamo che con un aumento della concentrazione di ioni idrogeno, l'equilibrio si sposta a sinistra, mentre il grado di idrolisi diminuisce, e con un aumento della concentrazione, vediamo l'effetto per il reazione nella seconda formula.

Con la concentrazione dei sali, possiamo osservare che l'equilibrio nel sistema si sposta verso destra, tuttavia, in questo caso, il grado di idrolisi, se seguiamo i principi di Le Chatelier, diminuisce. Se consideriamo questo processo dal punto di vista di una costante, vedremo che con l'aggiunta di ioni fosfato, l'equilibrio si sposterà a destra e la loro concentrazione aumenterà. Cioè, per raddoppiare la concentrazione di ioni idrossido, è necessario aumentare di quattro volte la concentrazione di ioni fosfato, sebbene il valore della costante non debba cambiare. Ne consegue che il rapporto
diminuirà di 2 volte.

Con il fattore di diluizione si ha una contemporanea diminuzione delle particelle in soluzione, ad eccezione dell'acqua. Se seguiamo il principio di Le Chatelier, vediamo che l'equilibrio è spostato e il numero di particelle aumenta. Ma una tale reazione di idrolisi si verifica senza tenere conto dell'acqua. In questo caso, la diluizione dell'equilibrio si sposta nella direzione del corso di questa reazione, cioè verso destra, ed è naturale che il grado di idrolisi aumenterà.

La posizione di equilibrio può essere influenzata dall'aggiunta di sostanze estranee, a condizione che reagiscano con uno dei partecipanti alla reazione. Ad esempio, se aggiungiamo una soluzione di idrossido di sodio a una soluzione di solfato di rame, in questo caso gli ioni idrossido presenti in essa inizieranno a interagire con gli ioni idrogeno. In questo caso, dal principio di Le Chatelier deriva che, di conseguenza, la concentrazione diminuirà, l'equilibrio si sposterà a destra e il grado di idrolisi aumenterà. Ebbene, quando il solfuro di sodio viene aggiunto alla soluzione, l'equilibrio si sposterà a sinistra, a causa del legame degli ioni rame al solfuro di rame praticamente insolubile.

Riassumiamo dal materiale studiato e giungiamo alla conclusione che il tema dell'idrolisi non è difficile, ma è necessario capire chiaramente cos'è l'idrolisi, per avere idee generali sullo spostamento dell'equilibrio chimico e memorizzare l'algoritmo per scrivere le equazioni.

Compiti

1. Selezionare esempi di sostanze organiche in fase di idrolisi:
glucosio, etanolo, bromometano, metanale, saccarosio, estere metilico dell'acido formico, acido stearico, 2-metil butano.

Fare equazioni per reazioni di idrolisi; nel caso di idrolisi reversibile, indicare le condizioni che consentono di spostare l'equilibrio chimico verso la formazione del prodotto di reazione.

2. Quali sali subiscono idrolisi? Che tipo di ambiente può avere in questo caso soluzioni acquose di sali? Dare esempi.

3. Quale dei sali subisce l'idrolisi cationica? Crea equazioni per la loro idrolisi, indica l'ambiente.

idrolisi
chiamato
reazioni
scambio
interazioni
sostanze con acqua, che portano alla loro
decomposizione.

Peculiarità

Idrolisi di organico
sostanze
Gli organismi viventi svolgono
idrolisi di vari organici
sostanze durante le reazioni
la partecipazione di enzimi.
Ad esempio, durante l'idrolisi
partecipazione del digestivo
le PROTEINE degli enzimi vengono scomposte
per AMINOACIDI,
GRASSI - a GLICERINA e
ACIDO GRASSO,
polisaccaridi (es.
amido e cellulosa)
MONOSACCARIDI (es.
GLUCOSIO), NUCLEICO
ACIDI - gratis
NUCLEOTIDI.
Durante l'idrolisi dei grassi
la presenza di alcali
ricevere sapone; idrolisi
grasso in presenza
catalizzatori utilizzati
per glicerina e
acidi grassi. idrolisi
il legno prende l'etanolo e
prodotti dell'idrolisi della torba
trova applicazione in
produzione di foraggi
lievito, cera, fertilizzanti e
altri

Idrolisi di composti organici

i grassi vengono idrolizzati per formare glicerolo e
acidi carbossilici (con NaOH - saponificazione).
amido e cellulosa vengono idrolizzati
glucosio:

Idrolisi reversibile e irreversibile

Quasi tutte le reazioni di idrolisi
materia organica
reversibile. Ma c'è anche
idrolisi irreversibile.
Proprietà generale di irreversibile
idrolisi - uno (preferibilmente entrambi)
da prodotti di idrolisi
essere rimosso dalla sfera di reazione
come:
- DRENAGGIO,
- GAS.
CaC₂ + 2H₂O = Ca(OH)₂↓ + C₂H₂
Nell'idrolisi dei sali:
Al₄C₃ + 12 H₂O = 4 Al(OH)₃↓ + 3CH₄
Al₂S₃ + ​​​​6 H₂O = 2 Al(OH)₃↓ + 3 H₂S
CaH₂ + 2 H₂O = 2Ca(OH)₂↓ + H₂

H I D R O L I S S O L E Y

IDROLISI DEL SALE
Idrolisi del sale -
tipo di reazioni
idrolisi dovuta a
reazioni
scambio ionico nelle soluzioni
(solubile in acqua
sali elettrolitici.
La forza trainante del processo
è l'interazione
ioni con acqua, portando a
debole
elettrolita in ionico o
forma molecolare
("legame di ioni").
Distinguere tra reversibile e
idrolisi irreversibile dei sali.
1. Idrolisi del sale debole
acido e base forte
(idrolisi per anione).
2. Idrolisi di sale forte
acido e base debole
(idrolisi per catione).
3. Idrolisi del sale debole
acido e base debole
(irreversibile).
Sale di un acido forte e
nessuna solida base
subisce idrolisi.

Equazioni di reazione

Idrolisi di un sale di un acido debole e di una base forte
(idrolisi per anione):
(la soluzione ha un ambiente alcalino, la reazione procede
reversibilmente, l'idrolisi nel secondo stadio procede
grado trascurabile).
Idrolisi di un sale di un acido forte e di una base debole
(idrolisi per catione):
(la soluzione è acida, la reazione procede in modo reversibile,
l'idrolisi nella seconda fase procede in modo trascurabile
gradi).

10.

Idrolisi di un sale di un acido debole e di una base debole:
(l'equilibrio è spostato verso prodotti, idrolisi
procede quasi completamente, poiché entrambi i prodotti
le reazioni lasciano la zona di reazione sotto forma di precipitato o
gas).
Sale di un acido forte e una base forte
subisce idrolisi e la soluzione è neutra.

11. SCHEMA DELL'IDROLISI DEL CARBONATO DI SODIO

Na₂CO₃
NaOH
base forte
H₂CO₃
acido debole
AMBIENTE ALCALINO
ACIDO SALE, idrolisi di
ANION

12. SCHEMA DELL'IDROLISI DEL CLORO DI RAME(II).

CuCl₂
Cu(OH)₂↓
base debole
HCl
acido forte
AMBIENTE ACIDO
SALE BASE, idrolisi secondo
CAZIONE

13. SCHEMA DI IDROLISI DEL SOLFORO DI ALLUMINIO

Al₂S₃
Al(OH)₃↓
base debole
H₂S
acido debole
REAZIONE NEUTRA
AMBIENTI
idrolisi irreversibile

14.

RUOLO DELL'IDROLISI NELLA NATURA
Trasformazione della crosta terrestre
Garantire un ambiente marino leggermente alcalino
acqua
RUOLO DELL'IDROLISI NELLA VITA
UMANO
Lavare
lavare i piatti
Lavaggio con sapone
Processi di digestione