Kimyo, koʻp eʼtibor va mustahkam bilim talab qiladigan koʻpgina aniq fanlar singari, hech qachon maktab oʻquvchilarining sevimli fanidan boʻlmagan. Lekin behuda, chunki uning yordami bilan inson atrofida va ichida sodir bo'layotgan ko'plab jarayonlarni tushunishingiz mumkin. Misol uchun, gidroliz reaktsiyasini olaylik: bir qarashda bu faqat kimyo olimlari uchun muhim bo'lib tuyuladi, lekin aslida usiz hech qanday organizm to'liq ishlay olmaydi. Keling, bu jarayonning xususiyatlari, shuningdek, insoniyat uchun amaliy ahamiyati haqida bilib olaylik.
Gidroliz reaktsiyasi: bu nima?
Bu ibora suv va unda erigan modda oʻrtasida yangi birikmalar hosil boʻlishi bilan almashinishning oʻziga xos reaksiyasidir. Gidrolizni suvdagi solvoliz ham deb atash mumkin.
Bu kimyoviy atama 2 yunoncha so'zdan olingan: "suv" va "parchalanish".
Gidroliz mahsulotlari
Koʻrib chiqilayotgan reaksiya H2O organik va noorganik moddalar bilan oʻzaro taʼsirlashganda sodir boʻlishi mumkin. Uning natijasi to'g'ridan-to'g'ri suv nima bilan aloqa qilganiga bog'liqbu qo'shimcha moddalar - katalizatorlar, harorat va bosim o'zgarganmi.
Masalan, tuz gidrolizi reaksiyasi kislotalar va ishqorlarning hosil boʻlishiga yordam beradi. Va organik moddalar haqida gap ketganda, boshqa mahsulotlar olinadi. Yog'larning suvda eruvchanligi glitserin va yuqori yog' kislotalarining shakllanishiga yordam beradi. Agar jarayon oqsillar bilan sodir bo'lsa, natijada turli xil aminokislotalar hosil bo'ladi. Uglevodlar (polisaxaridlar) monosaxaridlarga parchalanadi.
Oqsillar va uglevodlarni to'liq o'zlashtira olmaydigan inson organizmida gidroliz reaktsiyasi ularni organizm hazm qilishga qodir bo'lgan moddalarga "soddalashtiradi". Shunday qilib, suvdagi solvoliz har bir biologik shaxsning normal faoliyatida muhim rol o'ynaydi.
Tuz gidrolizi
Gidroliz reaktsiyasi nima ekanligini bilib olgach, siz uning noorganik kelib chiqadigan moddalar, ya'ni tuzlardagi borishi bilan tanishishingiz kerak.
Bu jarayonning xususiyatlari shundaki, bu birikmalar suv bilan oʻzaro taʼsirlashganda tuz tarkibidagi kuchsiz elektrolit ionlari undan ajralib, H2O bilan yangi moddalar hosil qiladi. Bu kislota yoki zaif asos yoki ikkalasi ham bo'lishi mumkin. Bularning barchasi natijasida suv dissotsiatsiyasi muvozanatining o'zgarishi sodir bo'ladi.
Qaytariladigan va qaytmas gidroliz
Yuqoridagi misolda oxirgi gidroliz tenglamasida bitta oʻrniga ikkita oʻqni koʻrishingiz mumkin, ikkalasi ham turli yoʻnalishlarga ishora qiladi. Bu nima degani? Bu belgi gidroliz reaktsiyasining teskari ekanligini ko'rsatadi. Amalda busuv bilan o'zaro ta'sirlashganda, olingan modda bir vaqtning o'zida nafaqat tarkibiy qismlarga parchalanadi (yangi birikmalar hosil bo'lishiga imkon beradi), balki yana hosil bo'ladi.
Biroq, har bir gidroliz qaytarilmaydi, aks holda bu mantiqiy bo'lmaydi, chunki yangi moddalar beqaror bo'lar edi.
Bu reaktsiyani qaytarilmas holga keltiradigan bir qancha omillar mavjud:
- Harorat. Bu uning ko'tarilishi yoki tushishiga, davom etayotgan reaktsiyada muvozanatning qaysi tomonga siljishiga bog'liq. Agar u yuqoriroq bo'lsa, endotermik reaktsiyaga siljish bo'ladi. Agar aksincha, harorat pasaysa, afzallik ekzotermik reaktsiya tomonida bo'ladi.
- Bosim. Bu ionli gidrolizga faol ta'sir qiluvchi yana bir termodinamik miqdor. Agar u ko'tarilsa, kimyoviy muvozanat reaksiyaga qarab siljiydi, bu gazlarning umumiy miqdorining kamayishi bilan birga keladi. Agar u pasaysa, aksincha.
- Reaksiyada ishtirok etuvchi moddalarning yuqori yoki past konsentratsiyasi, shuningdek, qoʻshimcha katalizatorlar mavjudligi.
Tuzli eritmalardagi gidroliz reaksiyalarining turlari
Anionga ko'ra (manfiy zaryadli ion). Kuchli va kuchsiz asoslarning kislota tuzlarining suvda solvolizlanishi. O'zaro ta'sir qiluvchi moddalarning xossalariga ko'ra, bunday reaktsiya qaytariladi
- Kation boʻyicha (musbat zaryadli ion). Kuchli kislota va kuchsiz asos tuzining gidrolizi. U hamteskari.
- Kuchsiz kislota va kuchsiz asos tuzining reaksiyasi. Bunday jarayonni deyarli qaytarib bo'lmaydigan deb hisoblash mumkin, chunki barcha yangi hosil bo'lgan moddalar reaksiya zonasidan chiqib, cho'kadi yoki gazga aylanadi.
- Agar asos ham, kislota tuzi ham kuchli boʻlsa, bunday eritmada suvning solvolizishi sodir boʻlmaydi.
Gidroliz darajasi
Tuzlardagi gidrolizning xususiyatlarini o'rganishda uning darajasi kabi hodisaga e'tibor qaratish lozim. Bu so'z tuzlarning (ular H2O bilan parchalanish reaksiyasiga kirgan) eritma tarkibidagi ushbu moddaning umumiy miqdoriga nisbatini bildiradi.
Gidrolizda ishtirok etadigan kislota yoki asos qanchalik kuchsiz boʻlsa, uning darajasi shunchalik yuqori boʻladi. U 0-100% oralig'ida o'lchanadi va quyidagi formula bo'yicha aniqlanadi.
N - gidrolizga uchragan modda molekulalari soni, N0 esa ularning eritmadagi umumiy soni.
Koʻp hollarda tuzlarda suvning eruvchanligi darajasi past boʻladi. Misol uchun, 1% natriy asetat eritmasida u faqat 0,01% (20 daraja haroratda) ni tashkil qiladi.
Organik kelib chiqadigan moddalarda gidroliz
Oʻrganilayotgan jarayon organik kimyoviy birikmalarda ham sodir boʻlishi mumkin.
Amalda barcha tirik organizmlarda gidroliz energiya almashinuvining (katabolizm) bir qismi sifatida sodir bo'ladi. Uning yordami bilan oqsillar, yog'lar va uglevodlar oson hazm bo'ladigan moddalarga bo'linadi. Shu bilan birga, ko'pincha suvning o'zi kamdan-kam uchraydisolvoliz jarayonini boshlashga qodir bo'lib chiqadi, shuning uchun organizmlar katalizator sifatida turli fermentlardan foydalanishlari kerak.
Agar laboratoriya yoki ishlab chiqarish muhitida yangi moddalarni olishga qaratilgan organik moddalar bilan kimyoviy reaksiya haqida gapiradigan bo'lsak, uni tezlashtirish va yaxshilash uchun eritmaga kuchli kislotalar yoki ishqorlar qo'shiladi.
Triglitseridlarda (triatsilgliserinlar) gidroliz
Talaffuzi qiyin boʻlgan bu atama koʻpchiligimiz yogʻlar deb biladigan yogʻ kislotalariga ishora qiladi.
Ular ham hayvonlar, ham oʻsimliklardan kelib chiqadi. Biroq, suv bunday moddalarni eritishga qodir emasligini hamma biladi, yog'larning gidrolizi qanday sodir bo'ladi?
Ko'rib chiqilayotgan reaksiya yog'larning sovunlanishi deb ataladi. Bu gidroksidi yoki kislotali muhitda fermentlar ta'sirida triatsilgliserollarning suvli solvolizidir. Bunga qarab ishqoriy va kislotali gidroliz ajralib chiqadi.
Birinchi holda, reaksiya natijasida yuqori yog'li kislotalarning tuzlari (hammaga sovun sifatida yaxshi ma'lum) hosil bo'ladi. Shunday qilib, oddiy qattiq sovun NaOH dan, suyuq sovun esa KOH dan olinadi. Shunday qilib, triglitseridlardagi gidroksidi gidroliz detarjenlarni hosil qilish jarayonidir. Shunisi e'tiborga loyiqki, u o'simlik va hayvon yog'larida erkin amalga oshirilishi mumkin.
Bu reaksiya sovunning qattiq suvda yaxshi yuvilmasligi va sho'r suvda umuman ko'piklanmasligi sababidir. Gap shundaki, bu qiyin deb ataladiN2O, tarkibida ortiqcha k altsiy va magniy ionlari mavjud. Va sovun, bir marta suvda, yana gidrolizga uchraydi, natriy ionlari va uglevodorod qoldig'iga parchalanadi. Ushbu moddalarning suvda o'zaro ta'siri natijasida oq bo'laklarga o'xshash erimaydigan tuzlar hosil bo'ladi. Buning oldini olish uchun suvga pishirish soda deb nomlanuvchi NaHCO3 natriy bikarbonat qo'shiladi. Ushbu modda eritmaning ishqoriyligini oshiradi va shu bilan sovunning o'z vazifalarini bajarishiga yordam beradi. Aytgancha, bunday muammolarni oldini olish uchun zamonaviy sanoatda sintetik yuvish vositalari boshqa moddalardan, masalan, yuqori spirtlar va sulfat kislotaning efirlari tuzlaridan tayyorlanadi. Ularning molekulalari o'n ikki dan o'n to'rtgacha uglerod atomlarini o'z ichiga oladi, shuning uchun ular sho'r yoki qattiq suvda o'z xususiyatlarini yo'qotmaydi.
Agar reaksiya sodir boʻladigan muhit kislotali boʻlsa, bu jarayon triatsilgliserinlarning kislotali gidrolizi deyiladi. Bunda ma'lum bir kislota ta'sirida moddalar glitserin va karboksilik kislotalarga aylanadi.
Yog'larni gidrolizlashning yana bir varianti bor - triatsilgliserinlarning gidrogenatsiyasi. Bu jarayon ba'zi tozalash turlarida, masalan, etilendan asetilen izlarini yoki turli tizimlardan kislorodli aralashmalarni olib tashlashda qo'llaniladi.
Uglevodlarning gidrolizi
Ko'rib chiqilgan moddalar inson va hayvonlarning oziq-ovqatlarining eng muhim tarkibiy qismlaridan biridir. Shu bilan birga, saxaroza, laktoza, m altoza, kraxmal va glikogenni sof shaklda organizm o'zlashtira olmaydi. Shuning uchun, xuddi shunday holatda bo'lgani kabiyog'lar, bu uglevodlar gidroliz reaktsiyasi yordamida hazm bo'ladigan elementlarga bo'linadi.
Shuningdek, sanoatda uglerodlarning suvda eruvchanligi faol qoʻllaniladi. Kraxmaldan H2O bilan koʻrib chiqilgan reaksiya natijasida deyarli barcha shirinliklarning bir qismi boʻlgan glyukoza va melas olinadi.
Sanoatda ko'plab foydali moddalar va mahsulotlar ishlab chiqarish uchun faol qo'llaniladigan yana bir polisaxarid - bu tsellyuloza. Undan texnik glitserin, etilen glikol, yem xamirturushi, sorbitol va taniqli etil spirti olinadi.
Tsellyuloza gidrolizi uzoq vaqt yuqori harorat ta'sirida va mineral kislotalar mavjudligida sodir bo'ladi. Ushbu reaksiyaning yakuniy mahsuloti, kraxmaldagi kabi, glyukoza. Shuni yodda tutish kerakki, tsellyuloza gidrolizi kraxmalnikiga qaraganda qiyinroq, chunki bu polisaxarid mineral kislotalarga nisbatan ancha chidamli. Biroq, tsellyuloza barcha yuqori o'simliklarning hujayra membranalarining asosiy komponenti bo'lganligi sababli, uni o'z ichiga olgan xom ashyo kraxmalga qaraganda arzonroqdir. Shu bilan birga, tsellyuloza glyukoza texnik ehtiyojlar uchun ko'proq ishlatiladi, kraxmal gidroliz mahsuloti esa ovqatlanish uchun yaxshiroq hisoblanadi.
Protein gidrolizi
Oqsillar barcha tirik organizmlar hujayralari uchun asosiy qurilish materialidir. Ular ko'plab aminokislotalardan iborat va tananing normal ishlashi uchun juda muhim mahsulotdir. Biroq, yuqori molekulyar og'irlikbirikmalar, ular yomon so'rilishi mumkin. Bu vazifani soddalashtirish uchun ular gidrolizlanadi.
Boshqa organik moddalarda boʻlgani kabi, bu reaksiya oqsillarni organizm tomonidan oson soʻriladigan past molekulyar mahsulotlarga parchalaydi.
