Важнейшее значение в обменных процессах занимание гидролиз солей. Что это такое? Будем вместе искать ответ на данный вопрос. Остановимся подробнее на особенностях этого химического взаимодействия в органической и неорганической химии.
Определение
Вода является одним из наиболее активных веществ. Она способна оказывать влияние на разные классы соединений органической и неорганической природы: эфиры, белки, углеводы, соли, жиры. Рассуждая над тем, что такое гидролиз, необходимо отметить, что протекает этот процесс именно в водной среде. В результате меняется кислотность раствора в сравнении с первоначальным показателем.
Вам будет интересно:Методика Новиковой-Иванцовой: описание, особенности, цели и задачи, результат
Что такое гидролиз? В химии неорганических соединений чаще всего этот процесс связан с солями, то есть анализируется взаимодействие катионов и анионов соли с молекулами полярного растворителя (воды). Процесс сопровождается смещением равновесия электролитической диссоциации воды.
Что такое гидролиз? Это обратимое взаимодействие между ионами воды и соли, которое приводит к изменению равновесия в растворе между ионами гидроксила и водорода.
Схема протекания
Этот процесс — результат поляризационного взаимного действия в водном растворе ионов соли с их гидратной оболочкой. Чем подобное взаимодействие больше, тем ярче происходит гидролиз.
Катионы в растворе связываются донорно-акцепторными связями с молекулами воды. В качестве донора выступают атомы кислорода, которые обладают двумя неподеленными электронными парами. Акцептором становится катион, владеющий свободными атомными орбиталями. От величины заряда катиона зависит поляризующее воздействие его на воду.
Анионы за счет водородных связей взаимодействуют с водой. При сильном их воздействии возможен полный отрыв протона, следовательно, среди продуктов будут анионы вида HS‾, НСО3‾.
Обратимость процесса
Рассуждая над тем, что такое гидролиз, нельзя не отметить, что это обратимая реакция нейтрализации, сопровождающаяся выделением энергии (экзотермическая). Существует несколько вариантов этого процесса, результат которых напрямую зависит от состава исходной соли. Каждый из них рассматривается в рамках школьного курса химии.
Варианты гидролиза солей
Существует несколько вариаций, при которых можно рассмотреть протекание реакции для соли в водном растворе. Если она образована сильной кислотой и слабым основанием, в таком случае среди продуктов будет кислота и основная соль. Типичным примером является хлорид меди (II).
Что такое гидролиз соли, которая образована слабым основанием и слабой кислотой? Это необратимый процесс, который сопровождается образованием осадка (нерастворимого основания) и летучей кислоты. Таким образом, речь идет о полном (по катиону и аниону) гидролизу.
Типичным случаем гидролиза соли этого вида является ацетат аммония (CH3COONH4). Реакцию, протекающую в подобном случае, можно представить в следующем виде:
NH4+ + CH3COO− + НОН = NH4OH + СН3СООН
Среди продуктов необходимо отметить слабую уксусную кислоту и слабый гидроксид аммония.
Что такое степень гидролиза? В зависимости от того, какова сила кислоты и основания, константа диссоциации принимает разные значения:
-
если КД основания больше, чем у кислоты - среда щелочная;
-
если КД основания меньше, чем у кислоты - среда кислотная.
Для гидролиза ацетата аммония КД(NH4OH) = 1,8 · 10 - 5; КД(CH3COOH) = 1,8 · 10 - 5, поэтому реакция будет нейтральной.
Полный гидролиз считают причиной того, что нельзя приготовить некоторые соли в водном растворе. К примеру, сульфид алюминия образуется только из простых веществ при нагревании. Если на него попадет влага, он разлагается с образованием гидроксида алюминия и сероводорода.
Для солей, которые образованы сильной кислотой и щелочью (растворимым основанием), гидролиз не протекает. Среда в их водных растворах нейтральная, индикаторы не изменяют в них своей первоначальной окраски.
Образование аминокислот
Попробуем выяснить, что такое гидролиз белков. Эти природные полимеры являются последовательностью аминокислотных остатков, которые объединены между собой пептидной (амидной) связью. При кипячении с щелочами или с кислотами, а также под воздействием ферментов происходит распад белковых молекул на иные химические соединения, в конце происходит превращение в смесь а-аминокислот.
Гидролиз белков важен с биологической точки зрения. При попадании молекул в кишечник и в желудок человека или животного они распадаются на аминокислоты. Они снова синтезируются в белковые соединения, которые специфичны для конкретного живого организма. Среди продуктов белкового гидролиза обнаружены пуриновые основания, фосфорная кислота, углеводы.
Под их воздействием, к примеру в процессе нагревания, при встряхивании, действии радиации происходит разрушение пространственной структуры, которая характерна для белковой молекулы. Денатурация имеет необратимый либо обратимый характер, но первичная структура (последовательность аминокислот) сохраняется неизменной.
Особенности жиров
Эти органические соединения имеют определенные особенности. Что такое гидролиз жиров? Под ним подразумевается реакция гидролитического расщепления глицеридов.
Выделяют следующие варианты:
-
омыление в ферментативной либо сернокислотной среде;
-
гидролиз в щелочной среде;
-
гидрирование (переход из жидкого в твердый жир).
Подведем итоги
Гидролиз является процессом, который неразрывно связан с водной средой. В зависимости от того, какое именно вещество является исходным, могут образовываться и различные продукты реакции.