أمثلة التحلل المائي (من الأملاح والأحماض والقواعد والعضوية C.)

ال تحليل بالماء, في الكيمياء ، هو تفاعل التحلل المزدوج بالماء كأحد المتفاعلات. لذلك ، إذا كان المركب ممثلاً بالصيغة AB حيث تكون A و B عبارة عن ذرات أو مجموعات وتم تمثيل الماء بالصيغة HOH ، يمكن تمثيل تفاعل التحلل المائي بالمعادلة الكيميائية العكسية: AB + HOH ⇌ AH + BOH.

يمكن أن تكون الكواشف غير الماء ومنتجات التحلل المائي جزيئات محايدة - كما هو الحال في معظم التحلل المائي الذي يحتوي على مركبات عضوية - أو جزيئات أيونية ، كما هو الحال في التحلل المائي للأملاح والأحماض والقواعد.

في التكنولوجيا الحيوية والكائنات الحية ، غالبًا ما تكون هذه المواد بوليمرات (Encyclopædia Britannica، 2016).

كلمة مشتقة من المائية ، اليونانية للمياه ، والتحلل ، مما يعني "لفك". التحلل المائي يعني فصل المواد الكيميائية عند إضافتها إلى الماء.

الأنواع الثلاثة الرئيسية للتحلل المائي هي التحلل المائي للأملاح ، والتحلل المائي للأحماض ، والتحلل المائي للقواعد..

مؤشر

• 1 التحلل المائي للأملاح
• 2 التحلل المائي للأحماض
• 3 قاعدة التحلل المائي
• 4 التحلل المائي للمركبات العضوية
• 5 أمثلة للتحلل المائي
• 6 المراجع

التحلل المائي للأملاح

في الماء ، تنفصل الأملاح لتشكيل أيونات (كليا أو غير كامل اعتمادا على ثابت الذوبان ، Ks).

يمكن توضيح التحلل المائي الذي يحتوي على مركبات أيونية بالتغيرات الكيميائية التي تحدث في محلول مائي لملح خلات الصوديوم.

في المحلول ، يتم فصل المكونات الأيونية للملح (أي أسيتات وإيون الصوديوم). تتحد جزيئات الماء مع أيونات الأسيتات لتكوين أيونات حمض الأسيتيك وهيدروكسيد.

CH₃كونا + ح₂يا → CH₃كوه + نا⁺ + OH^-

ينفصل حمض الأسيتيك بشكل انعكاسي إلى أيونات أسيتات وأيونات هيدروجين ، ولكن فقط بدرجة صغيرة جدًا ، بحيث يكون محتوى أيون المحلول إلى حد كبير أيونات الصوديوم وهيدروكسيد. لذلك ، يُظهر الحل الخصائص الأساسية (أي ، التغييرات في ورقة عباد الشمس من الأحمر إلى الأزرق).

مثال آخر على التحلل المائي للأملاح هو كلوريد الصوديوم ، الذي يكسر في محلول مائي الروابط الأيونية للملح الذي تذوبه المياه كما هو موضح في الشكل 1 (Patrina Kim ، 2015).

الشكل 1: التحلل المائي لكلوريد الصوديوم

حمض التحلل المائي

يمكن أن يعمل الماء كحمض أو كقاعدة ، بناءً على نظرية حمض برونستيد-لوري. إذا كان يعمل كحمض برونستيد - لوري ، فسيقوم جزيء الماء بالتبرع بالبروتون (H +) ، والذي يتم كتابته أيضًا باسم أيون الهيدرونيوم ⁺).

إذا كان بمثابة قاعدة برونستيد لوري ، فإنه سيقبل بروتون (ح ⁺). يشبه تفاعل التحلل المائي الحمضي تفاعل تفاعل تفكك الحمض.

CH₃COOH + H₂يا ⇌ CH₃COO^- + H₃O⁺

في رد الفعل السابق ، والبروتون H⁺ حمض الخليك (CH₃تبرع COOH) للمياه ، وإنتاج H₃O⁺ و CH₃COO^- . الروابط بين ح⁺ و CH₃COO^- يتم كسرها عن طريق إضافة جزيئات الماء.

رد فعل مع CH₃يشبه COOH ، وهو حمض ضعيف ، تفاعل تفاعل الحمض ، ويشكل الماء قاعدة مترابطة وأيون هيدرونيوم. عندما يتحلل حمض ضعيف ، يتم إنتاج أيون الهيدرونيوم (مسرد مصور للكيمياء العضوية ، S.F).

التحلل المائي الأساسي

سيكون تفاعل التحلل المائي الأساسي مشابهًا لتفاعل تفكك القاعدة. الأمونيا هي أساس ضعيف شائع ينفصل في الماء:

NH₃+H₂O⇌NH₄⁺+OH^-

في تحلل الأمونيا ، يقبل جزيء الأمونيا بروتون من الماء (أي ، يعمل الماء كحمض برونستيد - لوري) ، وينتج أنيون هيدروكسيد (OH^-).

على غرار تفاعل التفكك الأساسي ، تشكل الأمونيا الأمونيوم وهيدروكسيد من إضافة جزيء الماء.

التحلل المائي للمركبات العضوية

يمكن توضيح التحلل المائي الذي يحتوي على مركبات عضوية بتفاعل الماء مع إستر حامض الكربوكسيل.

كل هذه الإسترات لها الصيغة العامة RCO-OR '، حيث R و R' عبارة عن مجموعات مختلطة (على سبيل المثال ، إذا كان R و R 'كلاهما يمثل مجموعة الميثيل ، CH₃, استر هو خلات الميثيل).

يتضمن التحلل المائي عدة مراحل ، يكون الأبطأ منها هو تكوين رابطة تساهمية بين ذرة الأكسجين في جزيء الماء وذرة استرات الكربون.

في المراحل المتعاقبة ، التي تكون سريعة جدًا ، يتم كسر رابطة الكربون والأكسجين في الإستر ويتم فصل أيونات الهيدروجين عن جزيء الماء الأصلي وترتبط بجزيء الكحول الناشئ. يمثل التفاعل الكامل المعادلة:

RCO-OR '+ H2O → RCO-OH + R'-OH.

عندما تشير RCO-OH إلى جزيء من حمض الكربوكسيل ، تشير R'-OH إلى جزيء من الكحول والشرطات تمثل روابط تساهمية يتم تكسيرها أو تشكيلها أثناء التفاعل. يوضح الشكل 2 مثالاً للتحلل المائي لخلات الميثيل (Clark، 2004).

الشكل 2: التحلل المائي لخلات الميثيل

يتم إجراء تفاعلات التحلل المائي في الكائنات الحية بمساعدة التحفيز بواسطة مجموعة من الإنزيمات المعروفة باسم hydrolases.

يتم تحفيز التفاعلات الكيميائية الحيوية التي تكسر البوليمرات ، مثل البروتينات (روابط الببتيد بين الأحماض الأمينية) ، النيوكليوتيدات ، السكريات المعقدة والنشا ، والدهون بواسطة هذه الفئة من الإنزيمات.

ضمن هذه الفئة ، تحلل الدهون ، الأميليز والبروتينات الدهون ، والسكريات والبروتينات ، على التوالي (Boundless، 2016).

تلعب البكتيريا والفطريات التي تتحلل السليلوز دورًا خاصًا في إنتاج الورق والتطبيقات اليومية الأخرى للتكنولوجيا الحيوية ، لأن لديهم إنزيمات (سيليليز وإستيراز) يمكنها تحلل السليلوز إلى عديد السكاريد (بوليميرات جزيئات السكر) أو الجلوكوز وتفتت المثبتة.

على سبيل المثال ، تمت إضافة بروتيناز إلى مستخلص الخلية ، من أجل تحلل الببتيدات وإنتاج خليط من الأحماض الأمينية المجانية (Phillips، 2016).

أمثلة للتحلل المائي

يعد تفكك ملح حامض ضعيف أو قاعدة في الماء مثالاً على تفاعل التحلل المائي. يمكن أيضًا تحلل الأحماض القوية. على سبيل المثال ، يؤدي إذابة حمض الكبريتيك في الماء إلى إنتاج الهيدرونيوم وثنائي كبريتات.

التحلل المائي للسكر له اسم خاص به: التسكر. على سبيل المثال ، يمكن أن يخضع السكروز للتحلل المائي ليتحلل إلى السكريات المكونة له والجلوكوز والفركتوز..

التحلل المائي المحفز ذو القاعدة الحمضية هو نوع آخر من تفاعل التحلل المائي. مثال على ذلك هو التحلل المائي للأميدات.

في النظم البيولوجية ، يميل التحلل المائي إلى التحفيز بواسطة الإنزيمات. ومن الأمثلة الجيدة على ذلك التحليل المائي لجزيء الطاقة ATP. يستخدم التحلل المائي المحفز أيضًا لهضم البروتينات والكربوهيدرات والدهون (Helmenstine، 2017).

مراجع

1. (2016 ، 26 مايو). تحليل بالماء. مأخوذة من لا حدود لها: boundless.com.
2. كلارك ، ج. (2004). آلية تحلل حمض الهيدروجين. تم الاسترجاع من chemguide.co.uk: chemguide.co.uk.
3. موسوعة بريتانيكا. (2016 ، 16 نوفمبر). تحليل بالماء. مأخوذة من بريتانيكا: britannica.com.
4. Helmenstine، A. M. (2017، 23 March). تعريف التحلل المائي والأمثلة. مأخوذة من thinkco: thoughtco.com.
5. مسرد مصور للكيمياء العضوية. (وس. ف.). مأخوذة من chem.ucla.edu: web.chem.ucla.edu.
6. باترينا كيم ، ج. هـ (2015 ، 20 أكتوبر). تحليل بالماء. مأخوذة من chem.libretexts.org: chem.libretexts.org.
7. فيليبس ، ت. (2016 ، 16 سبتمبر). شرح للتحلل المائي. مأخوذة من thebalance: thebalance.com.