Гидролиз

Реакция обменного разложения веществ водой называется гидролизом. Такому воздействию подвергаются неорганические и органические вещества – соли, углеводы, галогеналканы, белки, сложные эфиры. Процесс протекает обратимо и необратимо.

Неорганические вещества

Среди неорганических соединений гидролизу подвергаются растворимые минеральные соли за счёт взаимодействия ионов с молекулами воды. В результате соль распадается на катионы и анионы, то есть образуется электролит.

Классификация солей по растворимости

Рис. 1. Классификация солей по растворимости.

Соли могут быть образованы:

  • слабой кислотой и сильным основанием (Na2CO3);
  • сильной кислотой и слабым основанием (ZnSO4);
  • слабой кислотой и слабым основанием (Fe2(CO3)3);
  • сильной кислотой и сильным основанием (Na2SO4).

Ионы соли при гидролизе способны образовывать с Н+ и ОН слабые электролиты. В зависимости от связи с ионами воды выделяют реакции, протекающие по катиону или аниону, а также по катиону и аниону.

Гидролизу не подвергаются соли, состоящие из сильной кислоты и сильного основания.

Описание процесса для разных солей представлено в таблице.

Гидролиз

Соль

Описание

По аниону

Слабая кислота, сильное основание

Протекает ступенчато. Образуется слабощелочная среда. Реакция обратима. Анионы соли связываются с катионом воды:

1. Na2CO3 + H2O ↔ NaHCO3 + NaOH;

2. NaHCO3 + HOH ↔ H2CO3 + NaOH

По катиону

Сильная кислота, слабое основание

Протекает ступенчато, по второй и третье ступени – незначительно. Образуется слабокислая среда. Реакция обратима. Катионы соли связываются с анионом воды:

NH4Cl + H2O ↔ NH4OH + HCl

По аниону и катиону

Слабая кислота, слабое основание

Протекает полностью. Смещение равновесия в сторону конечных продуктов. Среда зависит от констант диссоциации. Реакция необратима:

Al2S3 + 6H2O → 2Al(OH)3↓ + 3H2S↑

Схема гидролиза соли

Рис. 2. Схема гидролиза соли.

Обратимый процесс подчиняется принципу Ле Шателье: скорость реакции увеличивается при добавлении воды (разведении раствора) или повышении температуры.

Органические вещества

Водному разложению подвергаются высокомолекулярные вещества. В результате гидролиза образуются мономеры или происходит разрыв связей между углеродом и заместителями. Для осуществления реакции необходимы дополнительные условия.

Краткое описание разложение под действием воды органических веществ описано в таблице.

Вещество

Описание

Уравнение

Галогеналканы

Протекает в щелочной среде. Образуются спирты

C5H11Cl + H2O (NaOH) → C5H11OH

Сложные эфиры

Образуются карбоновые кислоты и спирты

CH3COOCH3 + H2O ↔ CH3COOH + CH3OH

Алкоголяты

Образуются спирт и щёлочь

C2H5ONa + H2O ↔ C2H5OH + NaOH

Углеводы

Подвергаются олигосахариды и полисахариды. Образуются моносахариды

C12H22O11 (сахароза) + H2O → C6H12O6 (глюкоза) + C6H12O6 (фруктоза)

Белки

Частично разлагаются. Образуются аминокислоты

CH2(NH2)-CO-NH-CH2-COOH + H2O ↔ 2CH2(NH2)-COOH

Жиры

Протекает при нагревании под действием кислот и щелочей. Образуются глицерин и соли карбоновых кислот

(C17H35COO)3C3H5 + H2O → C3H8O3 + 3C17H35COONa

Нуклеиновые кислоты гидролизуются поэтапно. Изначально образуются нуклеотиды, которые также подвергаются гидролизу. Конечные продукты – моносахариды и ортофосфорная кислота

Схема гидролиза нуклеиновых кислот

Рис. 3. Схема гидролиза нуклеиновых кислот.

Что мы узнали?

Из темы урока химии 11 класса узнали, что гидролиз – процесс разложения веществ под действием воды. Реакции подвергаются соли, сложные эфиры, галогеналканы, алкоголяты, белки, жиры, углеводы. Процесс зачастую протекает ступенчато. В зависимости от конечных продуктов гидролиз протекает обратимо и необратимо. Ускорить взаимодействие веществ с водой и добиться полного разложения можно добавлением воды или повышением температуры.

Тест по теме

Оценка доклада

Средняя оценка: 4.7. Всего получено оценок: 62.

Предметы