Das Hydrolyse Es ist eine chemische Reaktion, die sowohl in anorganischen als auch in organischen Molekülen oder Ionen auftreten kann und bei der Wasser beteiligt ist, um ihre Bindungen aufzubrechen. Sein Name stammt aus dem Griechischen, "Hydro" des Wassers und "Lyse" des Bruchs.
Das Wassermolekül H.zweiOder es stellt ein Gleichgewicht mit den Ionen von Salzen schwacher Säuren und Basen her, wobei dieses Konzept zum ersten Mal in allgemeinen Studien der Chemie und in der analytischen Chemie auftaucht. Es ist daher eine der einfachsten chemischen Reaktionen.
In mehreren Beispielen der Hydrolyse kann Wasser allein eine bestimmte kovalente Bindung nicht aufbrechen. In diesem Fall wird der Prozess durch Ansäuern oder Alkalisieren des Mediums beschleunigt oder katalysiert. das heißt, in Gegenwart von H-Ionen3ODER+ u OH-, beziehungsweise. Ebenso gibt es Enzyme, die die Hydrolyse katalysieren.
Die Hydrolyse nimmt bei Biomolekülen einen besonderen Platz ein, da die Bindungen, die ihre Monomere zusammenhalten, unter bestimmten Bedingungen anfällig für Hydrolyse sind. Beispielsweise werden Zucker hydrolysiert, um Polysaccharide dank der Wirkung von Glucosidaseenzymen in ihre Monosaccharidbestandteile zu zerlegen.
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Das Bild oben erklärt, woraus Hydrolyse besteht. Beachten Sie, dass nicht nur das Molekül oder Substrat (wenn Enzyme vermitteln) seine Bindung aufbricht, sondern auch das Wasser selbst, das in H "zerbricht"+ und OH-, wo H.+ endet mit A und OH- mit B. A-B reagiert somit mit einem Wassermolekül unter Bildung von zwei Produkten, A-H und B-OH.
Die Hydrolyse ist daher die entgegengesetzte Reaktion zur Kondensation. Bei der Kondensation verbinden sich zwei Produkte, nämlich A-H und B-OH, durch die Freisetzung eines kleinen Moleküls: des Wassers. Bei der Hydrolyse wird ein Molekül verbraucht, während es bei der Kondensation freigesetzt oder produziert wird.
Zurück zum Beispiel von Zuckern: Angenommen, A-B entspricht einem Saccharose-Dimer, wobei A Glucose und B Fructose darstellt. Die glykosidische Bindung A-B kann hydrolysiert werden, um die beiden Monosaccharide getrennt und in Lösung zu erzeugen, und dasselbe passiert mit Oligo und Polysacchariden, wenn Enzyme bei solchen Reaktionen vermitteln.
Beachten Sie, dass bei dieser Reaktion A-B der Pfeil nur eine Richtung hat. das heißt, es ist eine irreversible Hydrolyse. Viele Hydrolysen sind jedoch tatsächlich reversible Reaktionen, die ein Gleichgewicht erreichen.
ATP ist zwischen pH-Werten von 6,8 und 7,4 stabil. Bei extremen pH-Werten hydrolysiert es jedoch spontan. Bei Lebewesen wird die Hydrolyse durch Enzyme katalysiert, die als ATPasen bekannt sind:
ATP + H.zweiO => ADP + Pi
Diese Reaktion ist stark exergonisch, da die Entropie von ADP größer ist als die von ATP. Die Variation der freien Gibbs-Energie (ΔGº) beträgt - 30,5 kJ / mol. Die durch die Hydrolyse von ATP erzeugte Energie wird in zahlreichen endergonischen Reaktionen verwendet.
In einigen Fällen wird die Hydrolyse von ATP zur Umwandlung einer Verbindung (A) in eine Verbindung (B) verwendet..
A + ATP + H.zweiODER <=> B + ADP + Pi + H.+
Zwei Wassermoleküle können bei scheinbarer Hydrolyse miteinander reagieren:
H.zweiO + H.zweiODER <=> H.3ODER+ + Oh-
Es ist, als ob eines dieser Wassermoleküle in H zerbrochen wäre+ und OH-, werde die H verbinden+ zum Sauerstoffatom des anderen Wassermoleküls, aus dem das Hydroniumion H entsteht3ODER+. Bei dieser Reaktion geht es mehr als bei der Hydrolyse um die Autoionisierung oder Autoprotolyse von Wasser.
Proteine sind stabile Makromoleküle, und um ihre vollständige Hydrolyse zu erreichen, sind in den Aminosäuren, aus denen sie bestehen, extreme Bedingungen erforderlich; wie eine Konzentration von Salzsäure (6 M) und hohe Temperaturen.
Lebewesen sind jedoch mit einem enzymatischen Arsenal ausgestattet, das die Hydrolyse von Proteinen zu Aminosäuren im Zwölffingerdarm ermöglicht. Die an der Proteinverdauung beteiligten Enzyme werden fast vollständig von der Bauchspeicheldrüse ausgeschieden.
Es gibt Exopeptidaseenzyme, die Proteine abbauen, beginnend an ihren Enden: Aminopeptidase am Aminoende und Carboxypeptidase am Carboxylende. Endopeptidaseenzyme üben ihre Wirkung innerhalb der Proteinkette aus, zum Beispiel: Trypsin, Pepsin, Chymotrypsin usw..
Amide ergeben beim Erhitzen in einem alkalischen Medium eine Carbonsäure und ein Amin:
RCONHzwei + H.zweiO => RCOO- + NHzwei
Ester in einem wässrigen Medium werden zu einer Carbonsäure und einem Alkohol hydrolysiert. Der Prozess wird entweder durch eine Base oder eine Säure katalysiert:
RCO-OR '+ H.zweiO => RCOOH + R'OH
Dies ist die berühmte Verseifungsreaktion.
In Wasser werden mehrere Spezies hydrolysiert, um das wässrige Medium anzusäuern oder zu alkalisieren.
Natriumacetat, ein basisches Salz, dissoziiert in Wasser unter Bildung von Na-Ionen+ (Natrium) und CH3GURREN- (Acetat). Seine Basizität beruht auf der Tatsache, dass Acetat unter Bildung von OH-Ionen hydrolysiert wird-, während Natrium unverändert bleibt:
CH3GURREN- + H.zweiODER <=> CH3COOH + OH-
Das OH- ist dafür verantwortlich, dass der pH-Wert steigt und basisch wird.
Ammoniumchlorid (NH4Cl) wird durch das Chloridion (Cl-) aus Salzsäure (HCl), einer starken Säure und dem Ammoniumkation (NH4+) aus Ammoniumhydroxid (NH4OH), eine schwache Base. Das Cl- Es dissoziiert nicht in Wasser, aber das Ammoniumkation wandelt sich wie folgt in Wasser um:
NH4+ + H.zweiODER <=> NH3 + H.3ODER+
Die Hydrolyse des Ammoniumkations erzeugt Protonen, die den Säuregehalt eines wässrigen Mediums erhöhen, so dass geschlossen wird, dass NH4Cl ist ein saures Salz.
Natriumchlorid (NaCl) ist ein Salzprodukt der Reaktion einer starken Base (NaOH) mit einer starken Säure (HCl). Durch Auflösen von Natriumchlorid in Wasser wird das Natriumkation (Na+) und das Anion (Cl-). Beide Ionen dissoziieren nicht in Wasser, daher fügen sie kein H hinzu+ u OH-, seinen pH-Wert konstant halten.
Daher soll Natriumchlorid ein neutrales Salz sein..
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