Παράγοντες που καθορίζουν την επέκταση της υδρόλυσης

Η υδρόλυση είναι ένας τύπος χημικής αντίδρασης όπου ο δεσμός μεταξύ χημικών ουσιών καταστρέφεται με ένα μόριο νερού. Ο όρος αναφέρεται σε διαδικασίες απομάκρυνσης, υποκατάστασης και διαλυτοποίησης στις οποίες το νερό είναι το πυρηνόφιλο. Η βιολογική υδρόλυση περιλαμβάνει το σπάσιμο γιγάντων μορίων σε μικρότερα κομμάτια μέσω ενός μορίου νερού. Η σακχαροποίηση λαμβάνει χώρα όταν οι υδατάνθρακες υδρολύονται και διασπώνται σε ξεχωριστά μόρια σακχάρου.

Αυτό το άρθρο θα συζητήσει την έννοια και τους παράγοντες της υδρόλυσης και θα καλύψει την οξύτητα των υδραλογονιδίων.

Έννοια της υδρόλυσης

Η υδρόλυση είναι μια χημική διαδικασία που προκαλείται από την αλληλεπίδραση των ενώσεων με το νερό. Έχει ως αποτέλεσμα την υποβάθμιση τόσο του υλικού όσο και του νερού. Είναι δυνατές αντιδράσεις υδρόλυσης με άλατα, υδατάνθρακες, πρωτεΐνες, λιπίδια και άλλες ουσίες.

Στις περισσότερες αντιδράσεις καταβολισμού, οι οργανικές ενώσεις υδρολύονται με τη βοήθεια ενζύμων. Μερικά παραδείγματα περιλαμβάνουν: 

• Οι πρωτεΐνες χωρίζονται σε αμινοξέα.
• Τα λιπίδια διασπώνται σε λιπαρά οξέα και γλυκερόλη.
• Οι πολυσακχαρίτες υδρολύονται για να σχηματίσουν μονοσακχαρίτες.

Οι διεργασίες υδρόλυσης μπορούν να θεωρηθούν ως το αντίστροφο των αντιδράσεων συμπύκνωσης. Στη συμπύκνωση, δύο μόρια συνδυάζονται για να σχηματίσουν ένα μεγαλύτερο, εκτοξεύοντας ένα μόριο νερού. Έτσι, η υδρόλυση προσθέτει νερό, ενώ η συμπύκνωση το αφαιρεί.

Διαφορετικοί παράγοντες υδρόλυσης 

Χωρίς παράγοντας υδρόλυσης: 

Ας υποθέσουμε ότι το κατιόν ή το ανιόν και το νερό είναι λιγότερο ισχυρά από τα συζυγή τους ζεύγη. Σε αυτή την περίπτωση, το Β+ γίνεται λιγότερο όξινο από το «συζευγμένο ιόν υδρονίου» και το συζευγμένο BOH φαίνεται πιο απαραίτητο από το νερό.

Το A– είναι πολύ χαμηλότερο από το συζευγμένο ιόν υδροξειδίου και το νερό γίνεται λιγότερο όξινο από το συζευγμένο HA. Για παράδειγμα, τα ιόντα, τα οποία δεν επιτυγχάνουν πλήρη υδρόλυση, μπορούν να προσδιοριστούν ως μη παράγοντες υδρόλυσης.

Συντελεστής πλήρους υδρόλυσης: 

Εάν κατά κάποιο τρόπο το κατιόν ή το ανιόν και τα νερά είναι πιο ουσιαστικά από τα συζυγή ζεύγη, το Β+ φαίνεται να είναι πιο όξινο από το αντίστοιχο ιόν υδρονίου». Το νερό είναι πολύ πιο απαραίτητο από το συζευγμένο BOH.

Το A– είναι πιο θεμελιώδες από το αντίστοιχο ιόν υδροξειδίου, ενώ το νερό είναι πιο όξινο από το συζυγές HA.

Περιορισμένοι Παράγοντες Υδρόλυσης:

Όταν τα ανιόντα ή τα κατιόντα δεν είναι τόσο ισχυρά όσο τα συζευγμένα τους ζεύγη, λαμβάνει χώρα υδρόλυση που σχετίζεται με την ισχύ και το υγρό μπορεί να είναι όξινο ή βασικό.

Αλογονίδια υδρογόνου 

Τα αλογονίδια του υδρογόνου είναι αέρια που αντιπροσωπεύονται από ΗΧ. Διασπώνται στο νερό για να σχηματίσουν υδραλογονικά οξέα. Σε θερμοκρασία δωματίου, τα υδραλογονίδια δεν έχουν χρώμα.

Το υδροφθόριο έχει υψηλό σημείο βρασμού 20°C για μοριακά μεγέθη και μπορεί να συμπυκνωθεί όταν κρυώσει. Αυτό συμβαίνει επειδή το υδροφθόριο μπορεί να δημιουργήσει δεσμούς υδρογόνου.

Ο δεσμός φθορίου-υδρογόνου είναι πολύ πολωμένος αφού το φθόριο είναι ηλεκτραρνητικό. Το άτομο υδρογόνου έχει σημαντικό μερικό θετικό φορτίο, ενώ το άτομο φθορίου είναι αρνητικά φορτισμένο.

Ωστόσο, άλλα υδραλογονίδια δεν σχηματίζουν δεσμούς υδρογόνου επειδή τα μεγαλύτερα αλογόνα δεν είναι σχετικά ηλεκτραρνητικά. Επομένως, είναι λιγότερο πολικοί δεσμοί. Επιπλέον, καθώς τα μόνα ζεύγη άλλων αλογόνων υπάρχουν σε υψηλότερα επίπεδα ενέργειας, τους λείπει ένα συγκεντρωμένο αρνητικό φορτίο.

Η οξύτητα των αλογονιδίων του υδρογόνου

Το υδροχλώριο είναι ένα οξύ σύμφωνα με τον «ορισμό του Bronsted-Lowry», αφού δίνει πρωτόνια σε άλλα είδη. Το αέριο υδροχλώριο είναι γενικά διαλυτό στο νερό και το υδροχλωρικό οξύ είναι η διαλυτωμένη του μορφή.

Οι ατμοί υδροχλωρίου παράγονται όταν το υδροχλώριο αντιδρά με υδρατμούς στον αέρα για να σχηματίσει ένα νέφος αραιωμένου υδροχλωρικού οξέος.

Ένα από τα μεμονωμένα ζεύγη ηλεκτρονίων σε ένα μόριο νερού λαμβάνει ένα πρωτόνιο από το υδροχλώριο και δημιουργείται μια σύνδεση συντεταγμένων μεταξύ του μεταφερόμενου πρωτονίου και του οξυγόνου.

Η εξίσωση μπορεί να εκφραστεί ως: 

H2O + HCl→H3O+ + Cl−

Το ιόν H3O+ αντιπροσωπεύει το ιόν υδρονίου. Αυτή είναι η τυπική μέθοδος πρωτονίων στο νερό. Μερικές φορές μειώνεται σε H+ για σαφήνεια.

Σχεδόν όλα τα «μόρια υδροχλωρίου» αντιδρούν με αυτόν τον τρόπο όταν διαλύεται στο νερό για να σχηματίσει υδροχλωρικό οξύ. Επομένως, το υδροχλωρικό οξύ θεωρείται ισχυρό οξύ. Εάν ένα μόριο οξέος ιονιστεί σε ένα διάλυμα, είναι ισχυρό.

Παραγωγή αλογονιδίων υδρογόνου

Υπάρχουν διάφοροι τρόποι για τη σύνθεση αλογονιδίων. Η αντίδραση μεταξύ ενός ιοντικού αλογονιδίου, όπως το οξύ και το χλωριούχο νάτριο, ως πυκνό θειικό οξύ ή συμπυκνωμένο φωσφορικό, είναι μια μέθοδος για την παραγωγή υδραλογονιδίων.

Όταν το θειικό οξύ εισάγεται σε χλωριούχο νάτριο σε θερμοκρασία δωματίου, το οξύ μεταφέρει ένα πρωτόνιο σε ένα χλωρίδιο, με αποτέλεσμα το σχηματισμό υδροχλωρίου. Εξέρχεται αμέσως από το σύστημα στην αέρια φάση. Το πυκνό θειικό οξύ, από την άλλη πλευρά, αντιδρά διαφορετικά, καθώς είναι ισχυρότερος οξειδωτικός παράγοντας.

Συμπέρασμα

Αυτή ήταν μια επισκόπηση των παραγόντων της υδρόλυσης. Αυτή η χημική αντίδραση περιλαμβάνει το σπάσιμο των δεσμών μέσω ενός μορίου νερού για να το χωρίσει σε μικρότερα συστατικά. Η υδρόλυση είναι το αντίθετο της συμπύκνωσης, δηλαδή όταν δύο μόρια ενώνονται για να σχηματίσουν ένα μεγάλο μόριο.

Η υδρόλυση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, με την προϋπόθεση ότι χρησιμοποιείται ο σωστός τύπος μπαταρίας. Η υδρόλυση γίνεται και στο πεπτικό μας σύστημα. Το νερό βοηθά τα ένζυμα να καταστρέψουν τα μόρια των τροφίμων και να απελευθερώσουν ενέργεια και θρεπτικά συστατικά. Αυτές οι σημειώσεις JEE σχετικά με τους παράγοντες της υδρόλυσης κάλυψαν επίσης την οξύτητα και την παραγωγή των υδραλογονιδίων.