该水解是可以发生在分子或离子的无机和有机的化学反应,并涉及水到其键的断裂的参与。它的名字起源于希腊语,是水的“水”和破裂的“溶解”。
水分子H 2 O与弱酸和碱的盐离子建立平衡,这一概念在化学的一般研究和分析化学中首次出现。因此,它是最简单的化学反应之一。
水解反应的一般方程式。资料来源:加布里埃尔·玻利瓦尔(GabrielBolívar)。
在水解的几个例子中,仅水不能破坏某些共价键。发生这种情况时,介质的酸化或碱化会加速或催化该过程;也就是说,在H的存在3 Ò +或OH -离子,分别。另外,还有一些酶催化水解。
水解在生物分子方面占有特殊的位置,因为将其单体结合在一起的键在某些条件下易于水解。例如,由于葡糖苷酶的作用,糖被水解以将多糖分解成它们的组成单糖。
什么是水解?
上图说明什么是水解。注意,不仅在分子或底物(酶是否介导)破坏其键,但也水本身,其中“骨折”成H +和OH - ,其中H +与OH阿端部,并且-与B AB因此,它与水分子发生反应,生成了两种产物AH和B-OH。
因此,水解是与缩合相反的反应。在缩合反应中,AH和B-OH等两种产物通过释放小分子而结合在一起:水。在水解中,分子被消耗,而在缩合中,分子被释放或产生。
回到糖的例子,假设AB对应于蔗糖二聚体,其中A代表葡萄糖,而B代表果糖。糖苷键AB可以被水解以分别和在溶液中产生两种单糖,如果酶介导这种反应,寡糖和多糖也会发生同样的情况。
请注意,在此反应中,AB的箭头只有一个方向。也就是说,它是不可逆的水解。然而,许多水解实际上是达到平衡的可逆反应。
水解反应的例子
-ATP
ATP在6.8和7.4的pH值之间稳定。但是,在极端pH值下,它会自发水解。在生物中,水解被称为ATPase的酶催化:
ATP + H 2 O => ADP + Pi
由于ADP的熵大于ATP的熵,因此该反应非常容易。吉布斯自由能(ΔGº)的变化为-30.5 kJ / mol。ATP水解产生的能量可用于众多的endergonic反应。
耦合反应
在某些情况下,ATP的水解用于将化合物(A)转化为化合物(B)。
A + ATP + H 2 O <=> B + ADP + Pi + H +
- 水
两个水分子可以在明显的水解中相互反应:
ħ 2 ö+ H 2 ö<=>ħ 3 ö + + OH -
这是因为如果这些水分子中的一个断裂成H +和OH -中,H +会结合到其他水分子的氧原子,其产生的水合氢离子,H 3 ö +。该反应而不是水解是关于水的自离子化或自质子化。
-蛋白质
蛋白质是稳定的大分子,要实现其完全水解,在构成它们的氨基酸中,需要极端条件。例如浓盐酸(6 M)和高温。
然而,生物被赋予了一种酶性阿森纳,可以使蛋白质水解成十二指肠中的氨基酸。参与蛋白质消化的酶几乎完全由胰腺分泌。
有肽外切酶可以降解蛋白质,从它们的末端开始:氨基末端的氨基肽酶和羧基末端的羧肽酶。内肽酶在蛋白质链内发挥作用,例如:胰蛋白酶,胃蛋白酶,胰凝乳蛋白酶等。
-酰胺和酯
酰胺在碱性介质中加热时会生成羧酸和胺:
RCONH 2 + H 2 O => RCOO - + NH 2
将水性介质中的酯水解为羧酸和醇。该过程由碱或酸催化:
RCO-OR'+ H 2 O => RCOOH + R'OH
这是著名的皂化反应。
-酸碱
在水中,几种物质被水解以酸化或碱化水性介质。
添加碱性盐
乙酸钠,碱性盐,在水中离解,得到的Na +(钠)和CH 3 COO - (乙酸盐)离子。其碱性是由于这样的事实,乙酸水解生成OH -离子,而钠保持不变:
CH 3 COO - + H 2 ö<=> CH 3 COOH + OH -
OH -负责pH值上升,成为基础。
添加酸盐
氯化铵(NH 4 Cl)的是由氯离子(CL形成- )从盐酸(HCl),强酸,和铵阳离子(NH 4 +从氢氧化铵)(NH 4 OH) ,基础薄弱。氯-在水中不会分解,但铵阳离子中以下列方式转化水:
NH 4 + + H 2 O <=> NH 3 + H 3 O +
铵阳离子的水解产生质子,该质子增加了水性介质的酸度,据此得出结论,NH 4 Cl是酸盐。
添加中性盐
氯化钠(NaCl)是强碱(NaOH)与强酸(HCl)反应的盐产物。通过在水中氯化钠溶解,钠阳离子(钠+)和阴离子(氯- )产生的。这两种离子在水中不分解,所以他们不加^ h +或OH - ,保持其pH值恒定。
因此,氯化钠被称为中性盐。
参考文献
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