Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий


Гидролиз

Гидролиз (от гидро... и греч. lýsis — разложение, распад), реакция ионного обмена между различными веществами и водой. В общем виде гидролиз можно представить уравнением:

  где А—В — гидролизующееся вещество, А—Н и В—ОН — продукты гидролиза.

  Равновесие в процессе гидролиза солей подчиняется действующих масс закону. Если в результате гидролиза образуется нерастворимое или легколетучее вещество, гидролиз идёт практически до полного разложения исходной соли. В остальных случаях гидролиз солей проходит тем полнее, чем слабее соответствующая соли кислота или основание.

  Если гидролизу подвергается соль, образованная слабой кислотой и сильным основанием, например KCN, раствор имеет щелочную реакцию; это объясняется тем, что анион слабой кислоты частично связывает образовавшиеся при диссоциации воды ионы Н+ и в растворе остаётся избыток ионов OH-:

 

  Раствор соли сильной кислоты и слабого основания, например NH4Cl, — кислый

 

  Если заряд катиона (или аниона) соли больше единицы, то гидролиз часто приводит к образованию кислых (или основных) солей в качестве продуктов первой ступени процесса, например:

  CuCl2 ® Cu (OH) Cl ® Cu (OH)2.

  Количественной характеристикой гидролиза солей может служить степень гидролиза (a), определяемая отношением концентрации гидролизованной части молекул к общей концентрации данной соли в растворе; в большинстве случаев она невелика. Так, в 0,1 молярных растворах ацетата натрия CH3COONa или хлорида аммония NH4CI при 25 °С a = 0,01%, а для ацетата аммония CH3COONH4 a = 0,5%. С повышением температуры и разбавлением раствора степень гидролиза увеличивается.

  Гидролиз солей лежит в основе многих важных процессов в химической промышленности и лабораторной практике. Частичный гидролиз трёхкальциевого силиката является причиной выделения свободной извести при взаимодействии портландцемента с водой (см. Цемент). Благодаря гидролизу возможно существование буферных систем, способных поддерживать постоянную кислотность среды. Такие растворы имеют и очень важное физиологическое значение — постоянная концентрация ионов Н+ необходима для нормальной жизнедеятельности организма. С гидролизом солей связан ряд геологических изменений земной коры и образование минералов, формирование природных вод и почв.

  Гидролиз органических соединений — расщепление органического соединения водой с образованием двух или более веществ. Обычно гидролиз осуществляется в присутствии кислот (кислотный гидролиз) или щелочей (щелочной гидролиз). Гидролитическому расщеплению чаще всего подвергаются связи атома углерода с другими атомами (галогенами, кислородом, азотом и др.). Так, щелочной гидролиз галогенидов служит методом получения (в том числе и промышленного) спиртов и фенолов, например:

 

  В зависимости от строения углеводородного радикала (R) и от условий реакции гидролиза галогенпроизводных может осуществляться как мономолекулярный (SN1) или бимолекулярный (SN2) процесс. В случае мономолекулярной реакции вначале происходит ионизация связи углеродгалоген, а затем образующийся ион карбония реагирует с водой; щёлочь, если она добавлена, не влияет на скорость гидролиза и служит только для нейтрализации выделяющейся галогеноводородной кислоты и смещения равновесия:

 

  В случае бимолекулярной реакции скорость гидролиза прямо пропорциональна концентрации щёлочи:

  R—Hal+ + HO- ® R—OH + Hal-SN2.

  Исключительно важен гидролиз сложных эфиров (реакция, обратная этерификации):

  Кислотный гидролиз сложных эфиров является обратимым процессом:

  Щелочной гидролиз сложных эфиров необратим, поскольку он приводит к образованию спирта и соли кислоты:

  Этот процесс широко применяется в промышленности для получения спиртов и кислот, например при омылении жиров с целью получения глицерина и солей высших алифатических кислот (мыла).

  Аналогично сложным эфирам гидролизуются амиды кислот:

  Случаи гидролиза углерод-углеродной связи сравнительно редки. К ним относятся, в частности, кетонное (действием кислот и разбавленных щелочей) и кислотное (действием концентрированной щёлочи) расщепление 1,3-дикарбонильных соединений, например ацетоуксусного эфира:

  Термин «гидролиз» обычно применяется в органической химии также по отношению к некоторым процессам, которые более правильно было бы называть гидратацией; примером может служить превращение нитрилов кислот в амиды:

  Гидролиз сложноэфирных, гликозидных (в углеводах) и амидных (в белках) связей играет огромную роль в жизнедеятельности любых организмов, например, в таких процессах, как усвоение пищи, передача нервных импульсов и т. п. Гидролиз в живом организме катализируется ферментами гидролазами. См. также Гидролиз растительных материалов.

 

  Лит.: Киреев В. А., Курс физической химии, 2 изд., М., 1956; Реутов О. А., Теоретические проблемы органической химии, 2 изд., М., 1964.



     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн