Hoppa till innehållet
Hem

Hydrolys — reaktion där kemiska bindningar bryts av vatten

Hydrolys är en kemisk process där vatten deltar i sönderdelning av molekyler. Artikeln förklarar mekanismer, huvudtyper, exempel, biologisk och industriell betydelse samt faktorer som påverkar reaktionen.

Författare: Skapad: Uppdaterad:

Översikt

Hydrolys är en kemisk reaktion där ett vattenmolekyls komponenter, H och OH, inkorporeras i produkter när en kemisk bindning i en förening bryts. I enklare termer innebär hydrolys att en större molekyl delas upp i mindre delar genom reaktion med vatten. För en grundläggande definition kan man betrakta hydrolys som motsatsen till kondensationsreaktioner, där vatten avges.

Bildgalleri

3 Bilder
Acid-CatAmideHydrolMarch
en.wikipedia.org · Public domain

Mekanismer

Det finns flera sätt hydrolys kan ske på beroende av reaktionens omständigheter. Generellt kan man skilja mellan syra- eller baskatalyserad hydrolys och enzymatisk hydrolys. Vid syrekatalys hjälper protoner till att göra vissa bindningar mer mottagliga för attack av vatten, medan baser ökar vatten/hydroxids nukleofilicitet. Enzymer (t.ex. proteaser, nukleaser, amylaser) sänker aktiveringsenergin och tillåter hydrolys vid biologiskt milda förhållanden.

Typer och typiska exempel

  • Esterhydrolys: Estrar omvandlas till en alkohol och en syra; i basisk miljö kallas detta saponifikation och används för att framställa tvålar.
  • Amidhydrolys: Amider kan brytas till en amin och en karboxylsyra, ofta långsammare än esterhydrolys.
  • Glykosidbindningar i polysackarider: Enzymatisk hydrolys bryter ner stärkelse och cellulosa till monosackarider.
  • Fosfatester i nukleinsyror och ATP: Hydrolys av fosfoanhydrid- och fosfodiesterbindningar frigör energi i celler.

Fler exempel och tekniska tillämpningar finns beskrivet här: läs mer.

Betydelse och användningsområden

Hydrolys spelar en central roll i biologin (matspjälkning, nedbrytning av biomolekyler, signaltransduktion) och i industrin (framställning av biodiesel genom estertransesterifiering, produktion av socker från biomassa, avsaltning och rening). Processen är också viktig inom miljökemin eftersom nedbrytning av polymerer och vissa föroreningar ofta sker via hydrolytiska mekanismer.

Faktorer som påverkar hydrolys

  • pH: Syror eller baser kan kraftigt ändra reaktionshastigheten.
  • Temperatur: Högre temperaturer ökar hastigheten men kan också ändra selektivitet.
  • Katalysatorer: Enzymer och kemiska katalysatorer accelererar reaktionen.
  • Struktur hos substratet: Elektroniska effekter och sterisk åtkomst påverkar hur lätt bindningar attackeras av vatten.

Skillnader och praktiska anmärkningar

Hydrolys bör inte förväxlas med enkel hydration, där ett ämne adderar vatten utan att en skadad bindning bildas. I många fall är hydrolys reversibel, beroende på jämviktsförhållanden, och kan skiftas med förändrat vattenaktivitet eller med borttagning av produkter. För vidare fördjupning finns sammanfattningar och resurser: ytterligare information.

Hydrolys av metallsalter

Hydrolys av metallsalter kallas vanligen hydrering. Många metalljoner är starka Lewis-syror, och i vatten kan de genomgå hydrolys för att bilda basiska salter. Sådana salter innehåller en hydroxylgrupp som är direkt bunden till metalljonen i stället för en vattenligand. Metalljonernas positiva laddning skapar en attraktion till vatten, en Lewisbas med ett icke-bindande elektronpar på syreatomen, och förändrar vattenmolekylens elektrontäthet. Detta ökar i sin tur polariteten hos O-H-bindningen, som nu fungerar som en protondonator enligt Brønsted-Lowry-syrabasteorin för att frigöra väte som en H+-jon, vilket ökar lösningens surhet. Aluminiumklorid genomgår till exempel en omfattande hydrolys i vatten och lösningen blir då mycket sur.

[ Al ( H 2 O ) 6 ] 3 + + H 2 O ↽ - - ⇀ [ Al ( OH ) ( H 2 O ) 5 ] 2 + + + H 3 O + {\displaystyle {\ce {[Al(H2O)6]^3+ + H2O <=> [Al(OH)(H2O)5]^2+ + H3O+}}} {\displaystyle {\ce {[Al(H2O)6]^3+ + H2O <=> [Al(OH)(H2O)5]^2+ + H3O+}}}

Detta innebär att väteklorid går förlorad vid avdunstningen av AlCl3 -lösningar och att återstoden är ett basiskt salt (i detta fall en oxiklorid) i stället för AlCl3 . Denna typ av reaktion ses också med andra metallklorider som ZnCl 2, SnCl 2, FeCl 3och lantanidhalogenider som DyCl3 . Med vissa föreningar, t.ex. TiCl4 , kan hydrolysen gå till fulländning och bilda den rena hydroxiden eller oxiden, i detta fall TiO . 2

 

Frågor och svar

F: Vad är hydrolys?

S: Hydrolys är en kemisk reaktion eller process där en kemisk förening reagerar med vatten.

F: Vad är syftet med hydrolys?

S: Syftet med hydrolys är att bryta ner polymerer till mindre enheter.

F: Vad tillsätts till den kemiska föreningen vid hydrolys?

S: Vatten tillsätts alltid till den kemiska föreningen i hydrolys.

F: Kan hydrolys användas för att bryta ner stora molekyler till mindre?

S: Ja, hydrolys kan användas för att bryta ner polymerer till många mindre enheter.

F: Vad händer under hydrolysen?

S: Vid hydrolys reagerar en kemisk förening med vatten.

F: Vilken kemisk reaktion används för att bryta ner polymerer?

S: Hydrolys är den kemiska reaktion som används för att bryta ner polymerer.

F: Tillsätts vatten till den kemiska föreningen vid hydrolys?

S: Ja, vatten tillsätts alltid till den kemiska föreningen i hydrolys.

Relaterade artiklar

Författare

AlegsaOnline.com Hydrolys — reaktion där kemiska bindningar bryts av vatten

URL: https://sv.alegsaonline.com/art/46114

Dela

Källor