Hidrólise: Exemplos (de sais, ácidos, bases, C. orgânico)

A hidrólise , química, é uma reacção de decomposição dupla com água como um dos reagentes. Portanto, se um composto é representado pela fórmula AB em que A e B são átomos ou grupos e a água é representada pela fórmula HOH, a reação de hidrólise pode ser representada pela equação química reversível: AB + HOH ⇌ AH + BOH.

Reagentes que não sejam água e produtos de hidrólise podem ser moléculas neutras – como na maioria das hidrólises envolvendo compostos orgânicos – ou moléculas iônicas, como na hidrólise de sais, ácidos e bases.

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Na biotecnologia e nos organismos vivos, essas substâncias são frequentemente polímeros (Encyclopædia Britannica, 2016).

A palavra deriva de hidro, grego para água e lise, que significa “desatar”. Hidrólise significa a separação de produtos químicos quando adicionados à água.

Os três principais tipos de hidrólise são a hidrólise do sal, a hidrólise ácida e a hidrólise básica.

Hidrólise do sal

Na água, os sais se dissociam para formar íons (completa ou incompletamente, dependendo da constante de solubilidade respectiva, Ks).

A hidrólise envolvendo compostos iônicos pode ser ilustrada pelas alterações químicas que ocorrem em uma solução aquosa do sal de acetato de sódio.

Em solução, os constituintes iônicos do sal (o íon acetato e o íon sódio) são separados. Moléculas de água combinam-se com íons acetato para formar íons ácido acético e hidróxido.

CH 3 COONa + H 2 O → CH 3 COOH + Na + + OH

O ácido acético dissocia-se reversivelmente em íons acetato e íons hidrogênio, mas apenas em uma extensão muito pequena, de modo que o conteúdo iônico da solução seja em grande parte íons sódio e hidróxido. Portanto, a solução exibe propriedades básicas (ou seja, muda para papel decisivo de vermelho para azul).

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Outro exemplo de hidrólise de sal é o cloreto de sódio, que em uma solução aquosa quebra as ligações iônicas do sal que é solvatado pela água, como mostra a Figura 1 (Patrina Kim, 2015).

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Figura 1: hidrólise do cloreto de sódio

Hidrólise ácida

A água pode atuar como um ácido ou uma base, com base na teoria do ácido de Brønsted-Lowry. Se ele atua como um ácido de Bronsted-Lowry, a molécula de água doa um próton (H +), também escrito como um íon hidrônio (H3O + ).

Se agir como uma base de Bronsted-Lowry, aceitaria um próton (H + ). Uma reação de hidrólise ácida é muito semelhante a uma reação de dissociação ácida.

CH 3 COOH + H 2 O ⇌ CH 3 COO + H 3 O +

Na reacção acima, o protão H + ácido acético (CH 3 COOH) é doado a água, produzindo H 3 O + e CH 3 COO . As ligações entre o H + e CH 3 COO são quebradas por adição de moléculas de água.

Reacção com CH 3 COOH, um ácido fraco, é semelhante a uma reacção de dissociação da forma de ácido e água de uma base conjugada e um ião hidrónio. Quando um ácido fraco é hidrolisado, é produzido um íon hidrônio (Illustrated Glossary of Organic Chemistry, SF).

Hidrólise básica

Uma reação de hidrólise básica será semelhante à reação de dissociação da base. Uma base fraca comum que se dissocia na água é a amônia:

NH 3 + H 2 O⇌NH 4 + + OH

Na hidrólise da amônia, a molécula de amônia aceita um próton da água (isto é, a água atua como um ácido de Bronsted-Lowry), produzindo um ânion hidróxido (OH ).

Semelhante a uma reação básica de dissociação, a amônia forma amônia e um hidróxido a partir da adição de uma molécula de água.

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Hidrólise de compostos orgânicos

A hidrólise envolvendo compostos orgânicos pode ser ilustrada pela reação da água com um éster de um ácido carboxílico .

Estes ésteres têm a fórmula geral RCO-OR ‘em que R e R’ são grupos de combinação (por exemplo, se R e R ‘representam ambos o grupo metilo, CH 3 , o éster é o acetato de metilo).

A hidrólise envolve vários estágios, dos quais o mais lento é a formação de uma ligação covalente entre o átomo de oxigênio da molécula de água e o átomo de carbono do éster.

Em estágios sucessivos, que são muito rápidos, a ligação carbono-oxigênio do éster é quebrada e os íons hidrogênio se separam da molécula de água original e se ligam à molécula nascente de álcool. A reação completa é representada pela equação:

RCO – OR ′ + H2O → RCO – OH + R ′ – OH.

Onde RCO-OH indica uma molécula de um ácido carboxílico, R’-OH indica uma molécula de um álcool e os traços representam ligações covalentes que se quebram ou se formam durante a reação. Um exemplo da hidrólise do acetato de metila é ilustrado na Figura 2 (Clark, 2004).

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Figura 2: hidrólise de acetato de metila

As reações de hidrólise em organismos vivos são realizadas com a ajuda da catálise por uma classe de enzimas conhecidas como hidrolases.

As reações bioquímicas que quebram polímeros, como proteínas (ligações peptídicas entre aminoácidos), nucleotídeos, açúcares complexos e amido e gorduras são catalisadas por essa classe de enzimas.

Dentro dessa classe, lipases, amilases e proteinases hidrolisam gorduras, açúcares e proteínas, respectivamente (Boundless, 2016).

Bactérias e fungos que degradam a celulose desempenham um papel especial na produção de papel e outras aplicações diárias da biotecnologia, porque possuem enzimas (celulases e esterases) que podem quebrar a celulose em polissacarídeos (polímeros de moléculas de açúcar) ou glicose e decompor-se viscosidade

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Por exemplo, a proteinase foi adicionada ao extrato celular, para hidrolisar os peptídeos e produzir uma mistura de aminoácidos livres (Phillips, 2016).

Exemplos de hidrólise

A dissolução de um sal de um ácido fraco ou de uma base em água é um exemplo de reação de hidrólise. Ácidos fortes também podem ser hidrolisados. Por exemplo, a dissolução do ácido sulfúrico na água produz hidrônio e bissulfato.

A hidrólise de um açúcar tem seu próprio nome: sacarificação. Por exemplo, a sacarose açucarada pode sofrer hidrólise para quebrar seus açúcares componentes, glicose e frutose.

A hidrólise catalisada à base de ácido é outro tipo de reação de hidrólise. Um exemplo é a hidrólise de amidas.

Nos sistemas biológicos, a hidrólise tende a ser catalisada por enzimas. Um bom exemplo é a hidrólise da molécula de energia ATP. A hidrólise catalisada também é usada para a digestão de proteínas, carboidratos e lipídios (Helmenstine, 2017).

Referências

  1. (26 de maio de 2016). Hidrólise . Retirado de boundless: boundless.com.
  2. Clark, J. (2004). O MECANISMO PARA A HIDRÓLISE CATÁLICA DE ÁCIDOS Ésteres . Obtido em chemguide.co.uk: chemguide.co.uk.
  3. Encyclopædia Britannica. (16 de novembro de 2016). Hidrólise . Retirado de britannica: britannica.com.
  4. Helmenstine, AM (2017, 23 de março). Definição e exemplos de hidrólise . Retirado de thoughtco: thoughtco.com.
  5. Glossário Ilustrado de Química Orgânica . (SF). Retirado de chem.ucla.edu: web.chem.ucla.edu.
  6. Patrina Kim, GH (2015, 20 de outubro). Hidrólise . Retirado de chem.libretexts.org: chem.libretexts.org.
  7. Phillips, T. (2016, 16 de setembro). Uma explicação da hidrólise . Retirado do thebalance: thebalance.com.

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