Hydroliza
Hydrolizy (z greckiego wodnej : woda i lizy : przerwać) jest chemiczna i enzymatyczna reakcja , w której wiązanie kowalencyjne jest podzielona przez działanie z cząsteczką wody .
Na przykład,
- hydroliza sacharozy : sacharoza + woda → glukoza + fruktoza : ta mieszanina nazywana jest cukrem inwertowanym ,
- hydroliza estru : ester + woda → alkohol + kwas karboksylowy : używając półstrukturalnych wzorów reakcję tę można zapisać R1-COO-R2 + H 2 O → R2-OH + R1-COOH. Odwrotną reakcją jest estryfikacja .
Efekty biochemiczne
W przypadku substancji organicznych, takich jak białka , hydroliza jest równoważna zerwaniu wiązań peptydowych między różnymi aminokwasami, które je tworzą.
Aminokwasy są rozcinane przez enzymy . Tak jest w przypadku hydrolizy skrobi lub amylolizy, stosowanych w browarnictwie lub ogólnie w przemyśle spożywczym w celu uzyskania syropu glukozowego .
Na przykład podczas gotowania mięsa kolagen może przekształcić się w żelatynę tylko w obecności wody.
Jak biorąc NaOH, wytwarza gaz, ulega przemianie. (sprawdź treść)
Ryzyka, niebezpieczeństwa
Hydroliza wody może grozić wybuchem w przypadku rekombinacji wodoru i tlenu (w obecności płomienia, iskry lub bardzo gorącego elementu). W przypadku radiolizy wybuch wodoru jest zagrożeniem dla niektórych instalacji jądrowych, w których woda jest używana jako chłodziwo.
Rzadko wybuchy zostały nieumyślnie spowodowany w ludzkim ciele , w pewnych operacjach chirurgicznych (w urologicznych endoskopowych manewrów , kiedy proces elektrokoagulacji lub wycięcia ( elektryczny skalpela ) hydrolizuje wody obecnej w zamkniętym organie ( pęcherza). Pierwszy pęcherza wybuch opisano w piśmiennictwo medyczne pojawiło się podczas elektrokoagulacji podczas przezcewkowej resekcji gruczołu krokowego, artykuł pochodzi z 1926 roku .
Substancje ulegające hydrolizie
Niemal wszystkie makrocząsteczki biologiczne mogą ulec hydrolizie, co uwalnia składające się na nie monomery . Na przykład białka można hydrolizować i uwalniać aminokwasy . Te polimery jak glikogenu może być hydrolizowana z wytworzeniem glukozy . DNA i RNA może być hydrolizowane do wolnych nukleotydów .
Wśród hydrolizowalnych funkcji znajdziemy estry , acetale (obecne w polisacharydach) i amidy (obecne w białkach).
Współczynnik konwersji hydrolizy
Hydroliza estru wodą to powolna i ograniczona reakcja. W rzeczywistości powstają produkty, które są kwasami i alkoholami, które same reagują ze sobą w środowisku reakcji, tworząc z kolei ester i wodę. Stopień przemiany hydrolizy estru podczas wprowadzania reagentów w ilościach stechiometrycznych jest rzędu 33%, gdy tworzy on alkohol pierwszorzędowy, 40% dla drugorzędowego i 95% dla trzeciorzędowego. Nadmiar wody logicznie przesuwa tę równowagę w kierunku tworzenia się alkoholu.
Kwaśna hydroliza
Reakcję wspomaga obecność kwasu .
Hydroliza podstawowa
Hydroliza podstawowa jest, jak sama nazwa wskazuje, reakcją hydrolizy. Jednak w przeciwieństwie do konwencjonalnej hydrolizy, wodę na ogół zastępuje się sodą lub jakimkolwiek innym roztworem zawierającym jony wodorotlenkowe (na przykład wodorotlenek potasu), stąd nazwa hydroliza zasadowa, ponieważ hydroliza reakcji zachodzi w środowisku zasadowym .
Ogólne równanie podstawowej reakcji hydrolizy jest następujące:
Jon karboksylanowy (w przeciwieństwie do kwasu karboksylowego powstającego podczas konwencjonalnej hydrolizy) nie ma wpływu na alkohol, więc nie zachodzi reakcja odwrotnej estryfikacji. W konsekwencji przemiana hydrolizy zasadowej jest zakończona, w przeciwieństwie do konwencjonalnej hydrolizy. Hydroliza zasadowa jest powolna w temperaturze pokojowej, ale szybka w gorącej.
Jednym z zastosowań hydrolizy podstawowej jest tworzenie mydeł. Rzeczywiście, początkowo reakcja zmydlania mydła nie są niczym innym niż podstawowe reakcje hydrolizy z tłuszczów (które są triestry z gliceryną ). Mydła uzyskuje się przez wytrącenie jonu karboksylanowego otrzymanego podczas zmydlania sodem lub potasem . Mydła to karboksylany sodu lub potasu.
Uwagi i odniesienia
- Davis TR (1983) Skład i pochodzenie gazu wytwarzanego podczas endoskopowych resekcji urologicznych. | Br J Urol. Czerwiec; 55 (3): 294–7.
- Cassuto A. Wybuch w pęcherzu podczas elektrokoagulacji. J Urol. 1926; 22: 263.
- El Anzaoui, J. i Abakka, N. (2013). Eksplozja wewnątrzpęcherzowa podczas endoskopowych zabiegów resekcji: niebezpieczny incydent, którego można uniknąć . Canadian Urological Association Journal, 7 (7-8), E517. | URL = https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3713156/