Гідроліз

У напрямку реакції гідролізу можна розділити на оборотні та необоротні.

Якщо подивитися на таблицю розчинності гідроксидів і солей у воді, то можна помітити, що в деяких клітинах цієї таблиці стоять прочерки. У виносці же зазначено, що дана речовина або не існує, або розкладається водою, т. Е. Піддається необоротного гідролізу. Найчастіше такими солями є солі, утворені слабким нерозчинним основою і слабкою летючої кислотою. Наприклад, сульфід алюмінію існує тільки в сухому вигляді, так як в розчині повністю гідролізується:

Al2S3 + 6Н2O = 2Аl (ОН) 3 ↓ + 3H2S ↑.

Крім деяких солей, гідролізу піддаються багато бінарні (двоелементний) сполуки – фосфіди, нітриди, силіциди, гідриди ит.д., наприклад:

Zn3P2 + 6Н2O = 3Zn (OH) 2 ↓ + 2РН3 ↑.

Відзначимо, що ця реакція лежить в основі застосування фосфіду цинку в якості зооцид – речовини, що використовується для боротьби з гризунами.

Необоротний гідроліз використовують для отримання ацетилену з карбіду кальцію:

СаС2 + 2Н2O = Са (ОН) 2 + С2Н2 ↑.

Набагато більш значущий і різноманітний гідроліз оборотний.

Можна виділити чотири типи розчинних солей в залежності від сили утворять сіль кислоти і основи.

Необоротний гідроліз солі слабкої основи і слабкої кислоти був розглянутий вище на прикладі сульфіду алюмінію.

Тепер розглянемо оборотний гідроліз солі сильної основи (луги) і слабкої кислоти (H2S, H2CO3, HCN, H2SO3, СН3СООН).

Такий гідроліз називають гідролізом за аніоном. Іон, який обумовлює середу розчину, – гідроксид-аніон ОН-, тому при розчиненні карбонату натрію у воді середу отриманого розчину буде лужної і індикатор, наприклад фенолфталеїн, покаже це, змінивши колір на малиновий.

Кислі солі, як продукт гідролізу за аніоном, виходять у тому випадку, якщо вихідна сіль утворена багатоосновної кислотою. У разі ж, коли вихідна сіль утворена одноосновної кислотою, в результаті гідролізу виходять луг і кислота. В якості прикладу розглянемо гідроліз ціаніду калію – обов’язкового атрибуту численних шпигунських і детективних літературних творів.

Тепер вам стало зрозуміло, що вбиває людину не тільки ціаністий калій, а й утворюється в результаті його гідролізу летюча і надзвичайно токсична ціанистоводнева кислота HCN. І гірким мигдалем пахне не ціаністий калій, а саме ціановодород.

Гідроліз солі слабкої основи (нерозчинного у воді гідроксиду металу, аміаку або аміну) і сильної кислоти (НСl, HNO3, H2SO4, НСlO4, HBr, HI) призводить, як правило, до утворення сильної кислоти і основної солі.

Такий гідроліз називають гідролізом по катіону. Іон, який обумовлює середу розчину, – катіон водню Н +, тому при розчиненні хлориду цинку у воді середу отриманого розчину буде кислотної і індикатор, наприклад лакмус, покаже це, змінивши колір на червоний.

Основні солі, як продукт гідролізу по катіону, виходять у тому випадку, якщо вихідна сіль утворена многокіслотним підставою. Якщо вихідна сіль утворена однокіслотним підставою, в результаті гідролізу утворюються кислота і основа. В якості прикладу розглянемо гідроліз хлориду амонію. Історично сформована назва цієї солі – нашатир.

Незважаючи на барвисту палітру різних випадків гідролізу солей в неорганічної хімії, він ні в яке порівняння не йде з численними випадками гідролізу, досліджуваними органічною хімією.

Спочатку розглянемо два приклади гідролізу органічних речовин, які мають важливе практичне промислове значення.

Отримання гідролізного спирту (рис. 109). Назва цього промислового продукту обумовлена ​​способом його отримання. Відходи деревообробної промисловості (тирса, тріска) містять целюлозу, яку піддають гідролізу (за участю сірчаної кислоти як каталізатора).

Ще більш важливе значення мають процеси гідролізу для обмінних процесів, які лежать в основі життєдіяльності живих організмів.

Вступники в організм з їжею білки, жири, вуглеводи піддаються в травному тракті ферментативному гідролізу з утворенням відповідно амінокислот, гліцерину і жирних кислот, глюкози. З цих «цеглинок» організм в ході пластичного обміну будує свої власні білки, жири і вуглеводи. Так як ці процеси ендотермічні і вимагають значної кількості енергії, важливу роль в обміні речовин грає і обмін енергії. Обидва ці процеси нерозривно пов’язані в єдиному життєвому процесі обміну речовин і енергії.

Енергетичний обмін являє собою не що інше, як ті ж процеси гідролізу. Так, необхідну для пластичного обміну (або, як кажуть біологи, асиміляції) енергію організм отримує в результаті гідролізу АТФ:

АТФ + вода → АДФ + фосфорна кислота + 40 кДж.

У ході протилежного процесу (у біології його називають диссимиляцией) виділяється з органічних речовин енергія знову накопичується в АТФ:

АДФ + фосфорна кислота → АТФ + вода – 40 кДж.

Посилання на основну публікацію