Які органічні речовини не піддаються гідролізу. Гідроліз солей та органічних сполук

ВИЗНАЧЕННЯ

Гідроліз- процес взаємодії речовин із водою внаслідок якого відбувається його розкладання на «складові частини».

Серед усього різноманіття органічних речовинздатні гідролізуватися: галогенпохідні алканів, складні ефіри, алкоголяти, вуглеводи, білки жири та нуклеїнові кислоти.

Високомолекулярні речовини розкладаються водою до складових їх мономерів, у простіших - відбувається розрив зв'язків вуглецю з киснем, галогенами, азотом, сіркою та іншими заступниками.

Найчастіше органічні сполуки гідролізуються в присутності кислот, лугів або ферментів - кислотний, лужний та ферментативний гідроліз.

Гідроліз органічних речовин

Галогеналканипіддаються гідролізу в лужному середовищі, при цьому відбувається утворення спиртів. Розглянемо на прикладі хлорпентану та хлорфенолу:

C 5 H 11 Cl + H 2 O (NaOH) → C 5 H 11 OH;

C 6 H 5 Cl + H 2 O (NaOH) → C 6 H 5 OH.

Складні ефіригідролізуються до карбонових кислот і спиртів, що їх утворюють. Розглянемо на прикладі метилового ефіру оцтової кислоти (метилацетату):

CH 3 COOCH 3 + H 2 O ↔ CH 3 COOH + CH 3 OH

Алкоголяти- похідні спиртів, при гідролізі розпадаються на відповідний спирт луг. Розглянемо з прикладу алкоголю натрію:

C 2 H 5 ONa + H 2 O ↔ C 2 H 5 OH + NaOH

Вуглеводигідролізуються починаючи з дисахаридів. Розглянемо з прикладу сахарозы:

C 12 H 22 O 11 + H 2 O → C 6 H 12 O 6 (глюкоза) + C 6 H 12 O 6 (фруктоза)

Білки та поліпептидичастково піддаються гідролізу, під час якого утворюються амінокислоти:

CH 2 (NH 2)-CO-NH-CH 2 -COOH + H 2 O ↔ 2CH 2 (NH 2)-COOH

При гідролізі жирівможна отримати суміш вищих карбонових кислот і гліцерин:

Нуклеїнові кислотигідролізуються у кілька етапів. Спочатку виходять нуклеотиди, потім нуклеозиди, а потім пуринові або піримідинові основи, ортофосфорна кислота і моносахарид (рибоза або дезоксирибоза).

Приклади розв'язання задач

ПРИКЛАД 1

Хімія, як і більшість точних наук, що вимагають багато уваги та твердих знань, ніколи не була улюбленою дисципліною школярів. А дарма, адже з її допомогою можна зрозуміти безліч процесів, що відбуваються довкола та всередині людини. Взяти, наприклад, реакцію гідролізу: на перший погляд здається, що вона має значення лише для вчених-хіміків, але насправді без неї жоден організм не міг би повноцінно функціонувати. Давайте дізнаємося про особливості даного процесу, а також про його практичне значення для людства.

Реакція гідролізу: що таке?

Даним словосполученням називається специфічна реакція обмінного розкладання між водою і розчиняється в ній речовиною з утворенням нових сполук. Гідроліз можна назвати сольволізом у воді.

Даний хімічний термін утворений від 2 грецьких слів: «вода» та «розкладання».

Продукти гідролізу

Реакція, що розглядається, може відбуватися при взаємодії Н 2 Про як з органічними, так і неорганічними речовинами. Її результат безпосередньо залежить від того, з чим контактувала вода, а також чи використовувалися при цьому додаткові речовини-каталізатори, чи змінювалася температура та тиск.

Наприклад, реакція гідролізу солі сприяє утворенню кислот та лугів. А якщо йдеться про органічні речовини, виходять інші продукти. Водний сольволіз жирів сприяє виникненню гліцерину та вищих жирних кислот. Якщо процес відбувається з білками, у результаті утворюються різні амінокислоти. Вуглеводи (полісахариди) розкладаються на моносахариди.

У тілі людини, нездатному повноцінно засвоювати білки та вуглеводи, реакція гідролізу «спрощує» їх до речовин, які організм може перетравити. Отже, сольволіз у воді відіграє важливу роль у нормальному функціонуванні кожної біологічної особини.

Гідроліз солей

Дізнавшись, гідролізу, варто ознайомитися з її перебігом у речовинах неорганічного походження, а саме солях.

Особливостями даного процесу є те, що при взаємодії цих сполук з водою іони слабкого електроліту у складі солі від'єднуються від неї та утворюють з Н 2 Про нові речовини. Це може бути або кислота, або і те, й інше. Внаслідок цього відбувається зміщення рівноваги дисоціації води.

Оборотний і незворотний гідроліз

У наведеному вище прикладі в останньому можна помітити замість однієї стрілки дві, причому обидві направлені в різні боки. Що це означає? Цей знак сигналізує у тому, що реакція гідролізу має оборотний характер. Насправді це означає, що, взаємодіючи з водою, взята речовина одночасно як розкладається на складові (які дозволяють виникати новим сполукам), а й утворюється знову.

Однак не всякий гідроліз має оборотний характер, інакше він не мав би сенсу, оскільки нові речовини були б нестабільні.

Існує ряд факторів, які можуть сприяти тому, щоб подібна реакція стала незворотною:

• Температура. Від того, підвищується вона або знижується, залежить те, в яку сторону зміщується рівновага в реакції, що відбувається. Якщо вона стає вищою, відбувається зміщення до ендотермічної реакції. Якщо ж навпаки, температура знижується, перевага виявляється за екзотермічної реакції.
• Тиск. Це ще одна термодинамічна величина, що активно впливає на іонний гідроліз. Якщо воно підвищується, хімічна рівновага виявляється зміщена у бік реакції, яку супроводжує зменшення загальної кількості газів. Якщо знижується, навпаки.
• Висока чи низька концентрація речовин, що беруть участь у реакції, а також наявність додаткових каталізаторів.

Види реакцій гідролізу в сольових розчинах

• По аніону (іон із негативним зарядом). Сольволіз у воді солей кислот слабких та сильних основ. Така реакція через властивості взаємодіючих речовин має оборотний характер.

Ступінь гідролізу

Вивчаючи особливості гідролізу в солях, варто звернути увагу на таке явище як його ступінь. За цим словом мається на увазі співвідношення солей (які вже вступили в реакцію розкладання з Н 2 О) до загальної кількості речовини, що міститься в розчині.

Чим слабше кислоти або основи, що бере участь у гідролізі, тим вищий його ступінь. Вона вимірюється в межах 0-100% і визначається за формулою, поданою нижче.

N - число молекул речовини, що пройшли гідроліз, а N 0 - загальна їх кількість у розчині.

Найчастіше ступінь водного сольволізу в солях невелика. Наприклад, у розчині ацетату натрію 1%-м вона становить лише 0,01% (при температурі 20 градусів).

Гідроліз у речовинах органічного походження

Досліджуваний процес може відбуватися і в органічних хімічних сполуках.

Практично у всіх живих організмах відбувається гідроліз як частина енергетичного обміну (катаболізму). З його допомогою розщеплюються білки, жири і вуглеводи на речовини, що легко засвоюються. При цьому часто сама вода рідко може запустити процес сольволізу, тому організмам доводиться використовувати різні ферментияк каталізаторів.

Якщо ж йдеться про хімічну реакцію з органічними речовинами, спрямовану на отримання нових речовин в умовах лабораторії або виробництва, то для прискорення та поліпшення його в розчин додають сильні кислоти або луги.

Гідроліз у тригліцеридах (тріацилгліцеринах)

Цим терміном, що складно вимовляється, називаються жирні кислоти, які більшості з нас відомі як жири.

Вони бувають як тваринного, і рослинного походження. Проте всім відомо, що вода не здатна розчиняти подібні речовини, як відбувається гідроліз жирів?

Розглянута реакція називається омилення жирів. Це водний сольволіз триацилгліцеринів під впливом ферментів у лужному чи кислотному середовищі. Залежно від неї, виділяється лужний гідроліз та кислотний.

У першому випадку в результаті реакції утворюються солі вищих жирних кислот (відоміші всім як мила). Таким чином, NaOH виходить звичайне тверде мило, а з КОН - рідке. Так що лужний гідроліз у тригліцеридах – це процес утворення миючих засобів. Його можна вільно проводити в жирах як рослинного, так і тваринного походження.

Реакція, що розглядається, є причиною того, що мило досить погано стирає в жорсткій воді і взагалі не милиться в солоній. Справа в тому, що жорсткою називається Н 2 О, в якій міститься надлишок іонів кальцію і магнію. А мило, потрапивши у воду, знову піддається гідролізу, розпадаючись на іони натрію та вуглеводневий залишок. В результаті взаємодії цих речовин у воді утворюються нерозчинні солі, які виглядають як білі пластівці. Щоб цього не сталося, у воду додається гідрокарбонат натрію NaHCO 3 більш відомий як харчова сода. Ця речовина збільшує лужність розчину і цим допомагає милу виконувати свої функції. До речі, щоб уникнути подібних неприємностей, у сучасній промисловості виготовляють синтетичні миючі засоби з інших речовин, наприклад, із солей складних ефірів вищих спиртів та сірчаної кислоти. В їх молекулах міститься від дванадцяти до чотирнадцяти вуглецевих атомів, завдяки чому вони не втрачають своїх властивостей у солоній чи твердій воді.

Якщо середовище, в якому відбувається реакція, кисле, такий процес називається кислотним гідролізом триацилгліцеринів. В даному випадку під дією певної кислоти речовини еволюціонують до гліцерину та карбонових кислот.

Гідроліз жирів має ще один варіант – це гідрогенізація триацилгліцеринів. Цей процес використовується в деяких видах очищення, наприклад, при видаленні слідів ацетилену з етилену або кисневих домішок з різних систем.

Гідроліз вуглеводів

Розглянуті речовини є одними з найважливіших складових їжі людини і тварин. Однак сахароза, лактоза, мальтоза, крохмаль і глікоген чистому виглядіорганізм не здатний засвоїти. Тому, як і у разі жирами, ці вуглеводи розщеплюються на засвоювані елементи з допомогою реакції гідролізу.

Також водний сольволіз вуглеців активно застосовується у промисловості. З крохмалю, внаслідок аналізованої реакції з Н 2 Про, добувають глюкозу та патоку, які входять до складу практично всіх солодощів.

Ще один полісахарид, який активно використовується у промисловості для виготовлення багатьох корисних речовинта продуктів, - це целюлоза. З неї добувають технічний гліцерин, етиленгліколь, сорбіт і добре відомий усім етиловий спирт.

Гідроліз целюлози відбувається при тривалому впливі високої температурита наявності мінеральних кислот. Кінцевим продуктом цієї реакції є, як і у випадку з крохмалем, глюкоза. При цьому варто враховувати, що гідроліз целюлози проходить складніше, ніж у крохмалю, оскільки цей полісахарид стійкіший до дії мінеральних кислот. Однак оскільки целюлоза є головною складовою клітинних оболонок всіх вищих рослин, сировина, що її містить, коштує дешевше, ніж для крохмалю. При цьому целюлозну глюкозу більше використовують для технічних потреб, тоді як продукт гідролізу крохмалю вважається найкращим для харчування.

Гідроліз білків

Білки – це основний будівельний матеріал для клітин усіх живих організмів. Вони складаються з численних амінокислот і є дуже важливим продуктомдля нормального функціонування організму Однак, будучи високомолекулярними сполуками, вони можуть погано засвоюватися. Щоб спростити це завдання, відбувається їх гідроліз.

Як і у випадку з іншими органічними речовинами, ця реакція руйнує білки до низькомолекулярних продуктів, які легко засвоюються організмом.

Гідролізом
називають
реакції
обмінного
взаємодії
речовини з водою, що призводять до їх
розкладання.

Особливості

Гідроліз органічних
речовин
Живі організми здійснюють
гідроліз різних органічних
речовин у ході реакцій при
участі ФЕРМЕНТІВ.
Наприклад, в ході гідролізу при
участі травних
ферментів БІЛКИ розщеплюються
на амінокислоти,
ЖИРИ - на ГЛІЦЕРИН та
ЖИРНІ КИСЛОТИ,
ПОЛІСАХАРИДИ (наприклад,
крохмаль та целюлоза) - на
МОНОСАХАРИДИ (наприклад, на
ГЛЮКОЗУ), НУКЛЕЇНОВІ
КИСЛОТИ - на вільні
НУКЛЕОТИДИ.
При гідролізі жирів у
присутності лугів
одержують мило; гідроліз
жирів у присутності
каталізаторів застосовується
для отримання гліцерину та
жирних кислот. Гідролізом
деревини отримують етанол, а
продукти гідролізу торфу
знаходять застосування в
виробництві кормових
дріжджів, воску, добрив і
ін.

Гідроліз органічних сполук

жири гідролізуються з отриманням гліцерину та
карбонових кислот (з NaOH – омилення).
крохмаль та целюлоза гідролізуються до
глюкози:

Оборотний і незворотний гідроліз

Майже всі реакції гідролізу
органічних речовин
оборотні. Але є і
незворотний гідроліз.
Загальна властивість незворотного
гідролізу - один (краще обидва)
з продуктів гідролізу повинен
бути видалено зі сфери реакції
у вигляді:
- ОСАДКА,
- ГАЗА.
СаС₂ + 2Н₂О = Са(ОН)₂↓ + С₂Н₂
При гідролізі солей:
Al₄C₃ + 12 H₂O = 4 Al(OH)₃↓ + 3CH₄
Al₂S₃ + ​​6 H₂O = 2 Al(OH)₃↓ + 3 H₂S
CaH₂ + 2 H₂O = 2Ca(OH)₂↓ + H₂

Г І Д Р О Л І З С О Л ІЙ

Гідроліз солей
Гідроліз солей -
різновид реакцій
гідролізу, обумовленого
перебігом реакцій
іонного обміну в розчинах
(водних) розчинних
солей-електролітів.
Рушійною силою процесу
є взаємодія
іонів з водою, що призводить до
освіті слабкого
електроліту в іонному або
молекулярному вигляді
(«зв'язування іонів»).
Розрізняють оборотний і
незворотний гідроліз солей.
1. Гідроліз слабкої солі
кислоти та сильної основи
(Гідроліз по аніону).
2. Гідроліз сильної солі
кислоти та слабкої основи
(Гідроліз по катіону).
3. Гідроліз солі слабкої
кислоти та слабкої основи
(Необоротний).
Сіль сильної кислоти та
сильної основи не
піддається гідролізу.

Рівняння реакцій

Гідроліз солі слабкої кислоти та сильної основи
(Гідроліз по аніону):
(Розчин має лужне середовище, реакція протікає
оборотно, гідроліз по другому ступені протікає в
нікчемного ступеня).
Гідроліз солі сильної кислоти та слабкої основи
(гідроліз по катіону):
(розчин має кисле середовище, реакція протікає оборотно,
гідроліз по другому ступені протікає в нікчемному
ступеня).

10.

Гідроліз солі слабкої кислоти та слабкої основи:
(рівновагу зміщено у бік продуктів, гідроліз
протікає практично повністю, тому що обидва продукти
реакції йдуть із зони реакції у вигляді осаду або
газу).
Сіль сильної кислоти та сильної основи не
піддається гідролізу, і розчин нейтральний.

11. СХЕМА ГІДРОЛІЗУ КАРБОНАТУ НАТРІЮ

Na₂CO₃
NaOH
сильна основа
H₂CO₃
слабка кислота
ЛУЖНЕ СЕРЕДОВИЩЕ
СІЛЬ КИСЛА, гідроліз по
АНІОН

12. СХЕМА ГІДРОЛІЗУ ХЛОРИДУ МЕДІ (II)

CuCl₂
Cu(OH)₂↓
слабка основа
HCl
сильна кислота
Кисле середовище
СІЛЬ ОСНОВНА, гідроліз по
КАТІОНУ

13. СХЕМА ГІДРОЛІЗУ СУЛЬФІДУ АЛЮМІНІЮ

Al₂S₃
Al(OH)₃↓
слабка основа
H₂S
слабка кислота
НЕЙТРАЛЬНА РЕАКЦІЯ
СЕРЕДОВИЩА
гідроліз необоротний

14.

РОЛЬ ГІДРОЛІЗУ У ПРИРОДІ
Перетворення земної кори
Забезпечення слаболужного середовища морського
води
РОЛЬ ГІДРОЛІЗУ У ЖИТТІ
ЛЮДИНИ
Прання
Миття посуду
Умивання з милом
Процеси травлення

HTML-версії роботи поки що немає.

Подібні документи

Гідроліз як реакції обмінного розкладання речовин водою. Гідроліз галогеналканів, складних ефірів, дисахаридів, полісахаридів. Розкладання речовин по аніону та катіону. Солі, утворені сильною кислотою та основою. Способи посилення, пригнічення гідролізу.

презентація , доданий 19.11.2013


Гідроліз як реакції обмінного розкладання речовин водою. Гідроліз вуглеводів, білків, аденозинтрифосфорної кислоти. Коротка класифікація солей. Слабкі кислоти та основи. Гідроліз не органічних сполук: карбідів, галогенідів, фосфідів, нітридів.

презентація , додано 01.09.2014


Поняття гідролізу як реакції обмінного розкладання речовин водою; його роль у народному господарстві, повсякденному житті. Класифікація солей залежно від основи та кислоти. Умови усунення реакцій оборотного гідролізу згідно з принципом Ле Шательє.

презентація , доданий 02.05.2014


Властивості ізоамілацетату. Практичне застосування як розчинник у різних галузях промисловості. Методика синтезу ( оцтова кислотата оцтовокислий натрій). Реакція етерифікації та гідроліз складних ефірів. Механізм реакції етерифікації.

курсова робота , доданий 17.01.2009


Гідроліз складних ефірів у присутності імідазолу. Полімерні каталізатори реакції гідролізу п-нітрофенілацетату. Загальні напрямки імітації ензимів синтетичними полімерами. Каталітичні властивості полімерів. Синтез полімерів. Експериментальні дані.

курсова робота , доданий 03.12.2008


Розрахункові методи визначення рН. Приклади рівнянь реакцій гідролізу солей. Поняття та формули розрахунку константи та ступеня гідролізу. Зміщення рівноваги (вправо, вліво) гідролізу. Дисоціація малорозчинних речовин та константа рівноваги цього процесу.

лекція, доданий 22.04.2013


Гідроліз солі слабкої кислоти та сильної основи, сильної кислоти та слабкої основи, слабкої кислоти та слабкої основи. Кількісні характеристики гідролізу. Пригнічення та посилення гідролізу солей. Чинники, що впливають на ступінь гідролізу.

реферат, доданий 25.05.2016


Загальна характеристика, класифікація, будова та синтез білків. Гідроліз білків із розведеними кислотами, кольорові реакції на білки. Значення білків у приготуванні їжі та харчових продуктів. Потреба та засвоюваність організму людини в білку.

курсова робота , доданий 27.10.2010


Основні особливості гідролізу, що призводить до утворення слабкого електроліту. Характеристика гідролізу солей у водному розчині. Значення гідролізу у хімічному перетворенні земної кори. Розвиток гідролізу в народному господарстві та в житті людини.

конспект уроку, доданий 20.11.2011


Визначення теплоємності: середня, дійсна, при постійному обсязі, постійному тиску. Розрахунок теплоємності органічних речовин шляхом Бенсона. Теплоємність органічних речовин, що знаходяться при підвищеному тиску, в газоподібному та рідкому стані.

Тип уроку: урок засвоєння нових знань та закріплення досліджуваного матеріалу.

Цілі уроку :

Освітні: сформувати поняття про гідроліз органічних речовин, навчити складати рівняння реакцій гідролізу різних органічних речовин. Поглибити знання учнів про оборотні хімічних реакціях. Удосконалювати вміння працювати з тестовими завданнями різних типів.

Розвиваючі: розвивати в учнів уміння порівнювати та аналізувати теоретичні відомості, застосовувати їх на практиці, робити висновки; виділяти головне у процесі демонстрації досвіду, розвивати логічне мислення.

Виховні: формувати природничо-науковий світогляд; інформаційну культуру

Хід уроку

Гідроліз ….

Яких речовин?

Тема уроку: "Гідроліз органічних речовин".

Знаючи тему уроку, виберіть зі списку слова, які відповідають даній темі (підкресліть їх) та дайте їм визначення.

, піроліз, поліконденсація, вода, віск, алкани, розкладання, обмін, з'єднання.

Знайдіть ці слова у запропонованому тексті, підкресліть їх.

Гідроліз органічних речовин

Живі організми здійснюють гідроліз різних органічних речовин під час реакцій. за участю . Наприклад, у ході гідролізу за участю травних ферментів розщеплюються на , - на і , (наприклад, і) - на (наприклад, на), - на вільні . При гідролізі у присутності отримують ; гідроліз жирів у присутності застосовується отримання і . Гідролізом деревини отримують , а продукти знаходять застосування у виробництві кормових , , та ін.

Чи правильно ви визначили слова?

Домашнє завдання:

З наукового текстуви вибрали невідомі вам слова, знайдіть в інформаційних джерелах їх визначення і складіть словник невідомих слів.

Складіть кілька завдань (на співвідношення) за текстом "Гідроліз складних ефірів":

Історично першим прикладом такої реакції було лужне розщеплення складних ефірів вищих жирних кислот, що призвело до отримання мила. Це сталося 1811 р., коли французький учений Еге. Шевроль. нагріваючи жири з водою в лужному середовищі, отримав гліцерин та мила – солі вищих карбонових кислот. На підставі цього експерименту був встановлений склад жирів, вони виявилися складними ефірами, але тільки тричі складними., Похідними триатомного спирту гліцерину - тригліцеридами. А процес гідролізу складних ефірів у лужному середовищі досі називають «омиленням».

Наприклад, омилення ефіру, утвореного гліцерином, пальмітинової та стеаринової кислотами:

Натрієві солі вищих карбонових кислот – основні компоненти твердого мила, калієві солі – рідкого мила.

Французький хімік М. Бертло у 1854 р. здійснив реакцію етерифікації та вперше синтезував жир. Отже, гідроліз жирів (як та інших складних ефірів) протікає оборотно. Рівняння реакції можна спрощено записати так:

У живих організмах відбувається ферментативний гідроліз жирів. У кишечнику під впливом ферменту ліпази жири їжі гідратизуються на гліцерин та органічні кислоти, які всмоктуються стінками кишечника, та в організмі синтезуються нові жири, властиві цьому організму. Вони за лімфатичною системою надходять у кров, а потім у жирову тканину. Звідси жири надходять до інших органів та тканин організму, де в процесі обміну речовин у клітинах знову гідролізуються і потім поступово окислюються до оксиду вуглецю та води з виділенням енергії, необхідної для життєдіяльності.

У техніці гідроліз жирів використовують для одержання гліцерину, вищих карбонових кислот, мила.

Використовувана література:

Підручник Хімія 11 клас. Базовий рівень",О.С. Габрієлян, Москва 2007, Дрофа.

“Настільна книга вчителя. Хімія 11 клас” Частина 1,О.С. Габрієлян, Г.Г. Лисова, А.Г. Введенська , М.: 2003, Дрофа.

“Готуємось до єдиного державного іспиту. Хімія” ,О.С. Габрієлян, П.В. Решетніков, І.Г. Остроумова, А.М. Нікітюк , М.: 2004, Дрофа.

Підручник "Хімія 11 клас",О.С. Габрієлян,Г.Г. Лисова М. : 2002, Дрофа.

“Навчально-методичний посібник з хімії для профільного навчання у медико-біологічних класах” , Краснодар 2008 рік, упорядник професорТ.М. Литвинова , зав. Кафедрою загальної хімії КДМУ.