Dans des conditions appropriées, le glycérol subit une hydrolyse. Hydrolyse des composés organiques

La chimie, comme la plupart des sciences exactes qui demandent beaucoup d'attention et de solides connaissances, n'a jamais été une discipline de prédilection pour les écoliers. Mais en vain, car avec son aide, vous pouvez comprendre de nombreux processus qui se produisent autour et à l'intérieur d'une personne. Prenons, par exemple, la réaction d'hydrolyse : à première vue, il semble qu'elle n'ait d'importance que pour les chimistes, mais en fait, sans elle, aucun organisme ne pourrait pleinement fonctionner. Découvrons les caractéristiques de ce processus, ainsi que sa signification pratique pour l'humanité.

Réaction d'hydrolyse : qu'est-ce que c'est ?

Cette phrase fait référence à une réaction spécifique de décomposition par échange entre l'eau et une substance qui y est dissoute avec formation de nouveaux composés. L'hydrolyse peut également être appelée solvolyse dans l'eau.

Ce terme chimique est dérivé de 2 mots grecs: "eau" et "décomposition".

Produits d'hydrolyse

La réaction considérée peut se produire lorsque H 2 O interagit avec des substances organiques et inorganiques. Son résultat dépend directement de ce avec quoi l'eau était en contact, et aussi si des substances catalytiques supplémentaires ont été utilisées, si la température et la pression ont changé.

Par exemple, la réaction d'hydrolyse du sel favorise la formation d'acides et d'alcalis. Et si nous parlons sur les substances organiques, d'autres produits sont obtenus. La solvolyse aqueuse des graisses favorise la formation de glycérol et d'acides gras supérieurs. Si le processus se produit avec des protéines, divers acides aminés se forment en conséquence. Les glucides (polysaccharides) sont décomposés en monosaccharides.

Dans le corps humain, incapable d'absorber complètement les protéines et les glucides, la réaction d'hydrolyse les "simplifie" en substances que le corps est capable de digérer. La solvolyse dans l'eau joue donc un rôle important dans le fonctionnement normal de chaque individu biologique.

Hydrolyse du sel

Après avoir appris l'hydrolyse, il convient de se familiariser avec son évolution dans les substances d'origine inorganique, à savoir les sels.

Les particularités de ce processus sont que lorsque ces composés interagissent avec l'eau, les ions électrolytes faibles entrant dans la composition du sel s'en détachent et forment de nouvelles substances avec H 2 O. Il peut s'agir d'acide ou des deux. À la suite de tout cela, un changement dans l'équilibre de la dissociation de l'eau se produit.

Hydrolyse réversible et irréversible

Dans l'exemple ci-dessus, dans le dernier, vous pouvez voir deux flèches au lieu d'une, et les deux sont dirigées dans des directions différentes. Qu'est-ce que ça veut dire? Ce signe indique que la réaction d'hydrolyse est réversible. En pratique, cela signifie qu'en interagissant avec l'eau, la substance prélevée non seulement se décompose simultanément en composants (qui permettent la formation de nouveaux composés), mais se reforme également.

Cependant, toutes les hydrolyses ne sont pas réversibles, sinon cela n'aurait pas de sens, car les nouvelles substances seraient instables.

Plusieurs facteurs peuvent contribuer à ce qu'une telle réaction devienne irréversible :

• Température. Cela dépend si elle augmente ou diminue, dans quelle direction l'équilibre se déplace dans la réaction en cours. S'il devient plus élevé, il y a un glissement vers une réaction endothermique. Si au contraire la température diminue, l'avantage est du côté de la réaction exothermique.
• Pression. C'est une autre grandeur thermodynamique qui influence activement l'hydrolyse ionique. Si ça monte, équilibre chimique se déplace vers la réaction, ce qui s'accompagne d'une diminution de la quantité totale de gaz. S'il descend, vice versa.
• Concentration élevée ou faible de substances impliquées dans la réaction, ainsi que la présence de catalyseurs supplémentaires.

Types de réactions d'hydrolyse dans les solutions salines

• Un anion (un ion avec une charge négative). Solvolyse dans l'eau de sels acides de bases faibles et fortes. Une telle réaction, due aux propriétés des substances en interaction, est réversible.

Degré d'hydrolyse

Lors de l'étude des caractéristiques de l'hydrolyse dans les sels, il convient de prêter attention à un phénomène tel que son degré. Ce mot signifie le rapport des sels (qui sont déjà entrés dans une réaction de décomposition avec H 2 O) à la quantité totale de cette substance contenue dans la solution.

Plus l'acide ou la base impliqué dans l'hydrolyse est faible, plus son degré est élevé. Il est mesuré dans la plage de 0 à 100 % et est déterminé par la formule ci-dessous.

N est le nombre de molécules de la substance qui ont subi une hydrolyse et N 0 est leur nombre total en solution.

Dans la plupart des cas, le degré de solvolyse aqueuse dans les sels est faible. Par exemple, dans une solution d'acétate de sodium à 1%, il n'est que de 0,01% (à une température de 20 degrés).

Hydrolyse dans les substances d'origine organique

Le processus à l'étude peut également se produire dans des composés chimiques organiques.

Dans presque tous les organismes vivants, l'hydrolyse se produit dans le cadre du métabolisme énergétique (catabolisme). Avec son aide, les protéines, les graisses et les glucides sont décomposés en substances facilement digestibles. Dans le même temps, l'eau elle-même est rarement capable de démarrer le processus de solvolyse, de sorte que les organismes doivent utiliser diverses enzymes comme catalyseurs.

Si nous parlons d'une réaction chimique avec des substances organiques visant à obtenir de nouvelles substances dans un laboratoire ou un environnement de production, des acides ou des alcalis forts sont ajoutés à la solution pour l'accélérer et l'améliorer.

Hydrolyse en triglycérides (triacylglycérols)

Ce terme difficile à prononcer fait référence aux acides gras, que la plupart d'entre nous connaissent sous le nom de graisses.

Ils sont à la fois animaux et origine végétale. Cependant, tout le monde sait que l'eau n'est pas capable de dissoudre de telles substances, comment se produit l'hydrolyse des graisses ?

La réaction en question est appelée saponification des graisses. Il s'agit d'une solvolyse aqueuse de triacylglycérols sous l'influence d'enzymes en milieu alcalin ou acide. En fonction de cela, une hydrolyse alcaline et une hydrolyse acide sont libérées.

Dans le premier cas, à la suite de la réaction, des sels d'acides gras supérieurs (mieux connus de tous sous le nom de savons) se forment. Ainsi, le savon solide ordinaire est obtenu à partir de NaOH et le savon liquide est obtenu à partir de KOH. L'hydrolyse alcaline des triglycérides est donc le processus de formation de détergents. Il convient de noter qu'il peut être librement réalisé dans les graisses d'origine végétale et animale.

La réaction en question est la raison pour laquelle le savon ne lave pas bien dans l'eau dure et ne mousse pas du tout dans l'eau salée. Le fait est que le dur s'appelle H 2 O, qui contient un excès d'ions calcium et magnésium. Et le savon, une fois dans l'eau, subit à nouveau une hydrolyse, se décomposant en ions sodium et en un résidu d'hydrocarbure. À la suite de l'interaction de ces substances dans l'eau, des sels insolubles se forment, qui ressemblent à des flocons blancs. Pour éviter que cela ne se produise, le bicarbonate de sodium NaHCO 3, mieux connu sous le nom de bicarbonate de soude. Cette substance augmente l'alcalinité de la solution et aide ainsi le savon à remplir ses fonctions. Soit dit en passant, afin d'éviter de tels problèmes, synthétique détergents d'autres substances, par exemple de sels d'esters d'alcools supérieurs et d'acide sulfurique. Leurs molécules contiennent de douze à quatorze atomes de carbone, ils ne perdent donc pas leurs propriétés dans l'eau salée ou dure.

Si le milieu dans lequel se produit la réaction est acide, ce processus est appelé hydrolyse acide des triacylglycérols. Dans ce cas, sous l'action d'un certain acide, les substances évoluent vers le glycérol et les acides carboxyliques.

L'hydrolyse des graisses a une autre option - l'hydrogénation des triacylglycérols. Ce processus est utilisé dans certains types de nettoyage, par exemple, lors de l'élimination des traces d'acétylène des impuretés d'éthylène ou d'oxygène de divers systèmes.

Hydrolyse des glucides

Les substances considérées sont l'un des composants les plus importants de l'alimentation humaine et animale. Cependant, le saccharose, le lactose, le maltose, l'amidon et le glycogène sous sa forme pure, le corps n'est pas capable d'absorber. Ainsi, tout comme les graisses, ces glucides sont décomposés en éléments digestibles par une réaction d'hydrolyse.

De plus, la solvolyse aqueuse des carbones est activement utilisée dans l'industrie. De l'amidon, en raison de la réaction avec H 2 O considérée, le glucose et la mélasse sont extraits, qui font partie de presque tous les bonbons.

Un autre polysaccharide activement utilisé dans l'industrie pour la fabrication de nombreux substances utiles et les produits sont la cellulose. La glycérine technique, l'éthylène glycol, le sorbitol et l'alcool éthylique bien connu en sont extraits.

L'hydrolyse de la cellulose se produit avec une exposition prolongée à des températures élevées et la présence d'acides minéraux. produit fini cette réaction est, comme dans le cas de l'amidon, le glucose. Il faut garder à l'esprit que l'hydrolyse de la cellulose est plus difficile que celle de l'amidon, car ce polysaccharide est plus résistant aux acides minéraux. Cependant, comme la cellulose est le composant principal des membranes cellulaires de toutes les plantes supérieures, les matières premières qui en contiennent sont moins chères que l'amidon. Dans le même temps, le glucose de cellulose est davantage utilisé pour les besoins techniques, tandis que le produit de l'hydrolyse de l'amidon est considéré comme mieux adapté à la nutrition.

Hydrolyse des protéines

Les protéines sont les principales materiel de construction pour les cellules de tous les organismes vivants. Ils sont composés de nombreux acides aminés et sont très produit important pour le fonctionnement normal du corps. Cependant, étant des composés de haut poids moléculaire, ils peuvent être mal absorbés. Pour simplifier cette tâche, ils sont hydrolysés.

Comme dans le cas d'autres substances organiques, cette réaction décompose les protéines en produits de faible poids moléculaire qui sont facilement absorbés par l'organisme.

L'hydrolyse est la réaction d'échange d'un sel avec de l'eau ( solvolyse avec de l'eau Dans ce cas, la substance d'origine est détruite par l'eau, avec formation de nouvelles substances.

L'hydrolyse étant une réaction d'échange d'ions, son moteur est la formation d'un électrolyte faible (précipitation ou (et) dégagement gazeux). Il est important de rappeler que la réaction d'hydrolyse est une réaction réversible (dans la plupart des cas), mais il y a aussi une hydrolyse irréversible (elle se déroule jusqu'au bout, il n'y aura pas de substance de départ dans la solution). L'hydrolyse est un processus endothermique (avec une augmentation de la température, la vitesse d'hydrolyse et le rendement en produits d'hydrolyse augmentent).

Comme on peut le voir d'après la définition que l'hydrolyse est une réaction d'échange, on peut supposer qu'un groupe OH va au métal (+ un éventuel résidu acide si un sel basique se forme (lors de l'hydrolyse d'un sel formé par un acide fort et une base polyacide faible)), et au résidu acide il y a un proton d'hydrogène H + (+ un ion métallique possible et un ion hydrogène, avec la formation sel acide, si un sel formé par un acide polybasique faible est hydrolysé)).

Il existe 4 types d'hydrolyse :

1. Sel formé d'une base forte et d'un acide fort. Comme cela a déjà été mentionné ci-dessus, l'hydrolyse est une réaction d'échange d'ions, et elle ne se produit que dans le cas de la formation d'un électrolyte faible. Comme décrit ci-dessus, un groupe OH va au métal et un proton d'hydrogène H + va au résidu acide, mais ni une base forte ni un acide fort ne sont des électrolytes faibles, donc l'hydrolyse ne se produit pas dans ce cas :

NaCl+HOH≠NaOH+HCl

Le milieu réactionnel est proche de la neutralité : pH≈7

2. Le sel est formé d'une base faible et d'un acide fort. Comme indiqué ci-dessus: un groupe OH va au métal et un proton d'hydrogène H + va au résidu acide. Par exemple:

NH4Cl+HOH↔NH4OH+HCl

NH 4 + +Cl - +HOH↔NH 4 OH+H + +Cl -

NH 4 + +HOH↔NH 4 OH+H +

Comme on peut le voir dans l'exemple, l'hydrolyse se déroule le long du cation, la réaction du milieu est à pH acide < 7.При написании уравнений гидролиза для солей, образованных сильной кислотой и слабым многокислотным основанием, то в правой части следует писать основную соль, так как гидролиз идёт только по первой ступени:

FeCl 2 + HOH ↔ FeOHCl + HCl

Fe 2+ +2Cl - +HOH↔FeO + +H + +2Cl -

Fe 2+ + HOH ↔ FeOH + + H +

3. Le sel est formé d'un acide faible et d'une base forte. Comme mentionné ci-dessus : un groupe OH va au métal et un proton d'hydrogène H + va au résidu acide. Par exemple :

CH3COONa+HOH↔NaOH+CH3COOH

СH 3 COO - +Na + +HOH↔Na + +CH 3 COOH+OH -

СH 3 COO - +HOH↔+CH 3 COOH+OH -

L'hydrolyse se déroule le long de l'anion, la réaction du milieu est alcaline, le pH > 7. Lors de l'écriture des équations pour l'hydrolyse d'un sel formé par un acide polybasique faible et une base forte, la formation d'un sel acide doit être écrite sur le côté droit, l'hydrolyse se déroule en 1 étape. Par exemple:

Na 2 CO 3 + HOH ↔ NaOH + NaHCO 3

2Na + +CO 3 2- +HOH↔HCO 3 - +2Na + +OH -

CO 3 2- +HOH↔HCO 3 - +OH -

4. Le sel est formé d'une base faible et d'un acide faible. C'est le seul cas où l'hydrolyse va jusqu'au bout, est irréversible (jusqu'à ce que le sel initial soit complètement consommé).

CH 3 COONH 4 +HOH↔NH 4 OH+CH 3 COOH

C'est le seul cas où l'hydrolyse va jusqu'au bout. L'hydrolyse se produit aussi bien dans l'anion que dans le cation ; il est difficile de prédire la réaction du milieu, mais elle est proche de la neutralité : pH ≈ 7.

Il existe également une constante d'hydrolyse, considérez-la en utilisant l'exemple d'un ion acétate, en la désignant Ac- . Comme le montrent les exemples ci-dessus, l'acide acétique (éthanoïque) est un acide faible et, par conséquent, ses sels sont hydrolysés selon le schéma :

Ac - +HOH↔HAc+OH -

Trouvons la constante d'équilibre de ce système :

Connaissance produit ionique de l'eau, on peut en exprimer la concentration [ OH] - ,

En remplaçant cette expression dans l'équation de la constante d'hydrolyse, on obtient :

En remplaçant la constante d'ionisation de l'eau dans l'équation, on obtient :

Mais la constante la dissociation de l'acide (sur l'exemple de l'acide chlorhydrique) est égale à :

Où est un proton d'hydrogène hydraté : . De même pour l'acide acétique, comme dans l'exemple. En remplaçant la valeur de la constante de dissociation acide dans l'équation de la constante d'hydrolyse, nous obtenons :

Comme il ressort de l'exemple, si le sel est formé par une base faible, alors le dénominateur contiendra la constante de dissociation de la base, calculée sur la même base que la constante de dissociation de l'acide. Si le sel est formé par une base faible et un acide faible, alors le dénominateur sera le produit des constantes de dissociation de l'acide et de la base.

degré d'hydrolyse.

Il existe également une autre valeur qui caractérise l'hydrolyse - le degré d'hydrolyse -α. Qui est égal à le rapport de la quantité (concentration) de sel subissant l'hydrolyse à la quantité totale (concentration) de sel dissousLe degré d'hydrolyse dépend de la concentration en sel, de la température de la solution. Elle augmente avec la dilution de la solution saline et avec l'augmentation de la température de la solution. Rappelons que plus la solution est diluée, plus la concentration molaire du sel d'origine est faible ; et le degré d'hydrolyse augmente avec l'augmentation de la température, puisque l'hydrolyse est un processus endothermique, comme mentionné ci-dessus.

Le degré d'hydrolyse du sel est d'autant plus élevé que l'acide ou la base qui le forme est faible. D'après l'équation du degré d'hydrolyse et des types d'hydrolyse : avec hydrolyse irréversibleα≈1.

Le degré d'hydrolyse et la constante d'hydrolyse sont interconnectés par l'équation d'Ostwald (Wilhelm Friedrich Ostwalddilution akon Ostwald, élevé en 1888an).La loi de dilution montre que le degré de dissociation de l'électrolyte dépend de sa concentration et de sa constante de dissociation. Prenons la concentration initiale de la substance commeC 0 , et la partie dissociée de la substance - pourγ, rappelons le schéma de dissociation d'une substance en solution :

AB↔A + +B -

La loi d'Ostwald peut alors s'exprimer comme suit :

Rappelons que l'équation contient des concentrations au moment de l'équilibre. Mais si la substance est légèrement dissociée, alors (1-γ) → 1, ce qui amène l'équation d'Ostwald sous la forme : K d \u003d γ 2 C 0.

Le degré d'hydrolyse est également lié à sa constante :

Dans la grande majorité des cas, cette formule est utilisée. Mais si nécessaire, vous pouvez exprimer le degré d'hydrolyse par la formule suivante :

Cas particuliers d'hydrolyse :

1) Hydrolyse des hydrures (composés de l'hydrogène avec des éléments (ici nous ne considérerons que les métaux des groupes 1 et 2 et le métam), où l'hydrogène présente un état d'oxydation de -1) :

NaH+HOH→NaOH+H2

CaH2 + 2HOH → Ca(OH)2 + 2H2

CH 4 +HOH→CO+3H 2

La réaction avec le méthane est l'une des voies industrielles obtenir de l'hydrogène.

2) Hydrolyse des peroxydes.Peroxydes alcalins et métaux alcalino-terreux décomposé par l'eau, avec formation de l'hydroxyde correspondant et du peroxyde d'hydrogène (ou d'oxygène) :

Na 2 O 2 + 2 H 2 O → 2 NaOH + H 2 O 2

Na2O2 + 2H2O → 2NaOH + O2

3) Hydrolyse des nitrures.

Ca3N2 + 6HOH → 3Ca(OH)2 + 2NH3

4) Hydrolyse des phosphures.

K 3 P+3HOH→3KOH+PH 3

gaz qui s'échappe PH 3 -phosphine, très toxique, frappant système nerveux. Il est également capable de combustion spontanée au contact de l'oxygène. Avez-vous déjà traversé un marais la nuit ou passé devant des cimetières ? Nous avons vu de rares éclats de lumière - des "lumières errantes", apparaître comme des brûlures de phosphine.

5) Hydrolyse des carbures. Voici deux réactions ayant utilisation pratique, car avec leur aide 1 membres de la série homologue d'alcanes (réaction 1) et d'alcynes (réaction 2) sont obtenus:

Al 4 C 3 +12 HOH →4 Al (OH) 3 +3CH 4 (réaction 1)

CaC 2 +2 HOH →Ca(OH) 2 +2C 2 H 2 (réaction 2, le produit est l'acylène, selon UPA avec éthyne)

6) Hydrolyse des siliciures. À la suite de cette réaction, 1 représentant de la série homologue de silanes est formé (il y en a 8 au total) SiH 4 est un hydrure covalent monomère.

Mg2Si + 4HOH → 2Mg(OH)2 + SiH4

7) Hydrolyse des halogénures de phosphore. Les chlorures de phosphore 3 et 5, qui sont respectivement des chlorures d'acide des acides phosphoreux et phosphorique, seront considérés ici :

PCl 3 + 3H 2 O \u003d H 3 PO 3 + 3HCl

PCl 5 + 4H 2 O \u003d H 3 PO 4 + 5HCl

8) Hydrolyse des substances organiques Les graisses sont hydrolysées, avec formation de glycérol (C 3 H 5 (OH) 3) et d'acide carboxylique (un exemple d'acide carboxylique limitant) (C n H (2n + 1) COOH)

Ester :

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

De l'alcool:

C2H5ONa+H2O↔C2H5OH+NaOH

Les organismes vivants effectuent l'hydrolyse de diverses substances organiques au cours de réactions catabolisme avec la participation enzymes. Par exemple, lors d'une hydrolyse avec la participation d'enzymes digestives les protéines sont décomposées en acides aminés, les graisses en glycérol et acides gras, les polysaccharides en monosaccharides (par exemple en glucose).

Lorsque les graisses sont hydrolysées en présence d'alcalis, savon; hydrolyse des graisses en présence catalyseurs appliquée pour obtenir glycine et acides gras.

Tâches

1) Le degré de dissociation a de l'acide acétique dans une solution 0,1 M à 18°C ​​est de 1,4 10 -2. Calculez la constante de dissociation acide Kd. (Indice - utilisez l'équation d'Ostwald.)

2) Quelle masse d'hydrure de calcium doit être dissoute dans l'eau pour réduire le gaz libéré en fer 6,96 g d'oxyde de fer ( II, III) ?

3) Ecrire l'équation de la réaction Fe 2 (SO 4) 3 + Na 2 CO 3 + H 2 O

4) Calculer le degré, la constante de l'hydrolyse du sel de Na 2 SO 3 pour la concentration Cm = 0,03 M, en ne prenant en compte que la 1ère étape d'hydrolyse. (La constante de dissociation de l'acide sulfureux est prise égale à 6,3∙10 -8)

Solutions:

a) Remplacez ces problèmes dans la loi de dilution d'Ostwald :

b) K d \u003d [C] \u003d (1,4 10 -2) 0,1 / (1 - 0,014) \u003d 1,99 10 -5

Répondre. K d \u003d 1,99 10 -5.

c) Fe 3 O 4 + 4H 2 → 4H 2 O + 3Fe

CaH 2 +HOH→Ca(OH) 2 +2H 2

On trouve le nombre de moles d'oxyde de fer (II, III), il est égal au rapport de la masse d'une substance donnée à sa masse molaire, nous obtenons 0,03 (mol).Selon l'UCR, nous constatons que les moles d'hydrure de calcium sont de 0,06 (mol).La masse d'hydrure de calcium est donc de 2,52 (grammes).

Répondre: 2,52 (grammes).

d) Fe 2 (SO 4) 3 + 3Na 2 CO 3 + 3H 2 O → 3СO2 + 2Fe (OH) 3 ↓ + 3Na 2 SO 4

e) Le sulfite de sodium subit une hydrolyse anionique, la réaction du milieu salin est alcaline (pH > 7) :
SO 3 2- + H 2 O<-->OH - + HSO 3 -
La constante d'hydrolyse (voir équation ci-dessus) est : 10 -14 / 6,3 * 10 -8 \u003d 1,58 * 10 -7
Le degré d'hydrolyse est calculé par la formule α 2 /(1 - α) = K h /C 0 .
Donc, α \u003d (K h / C 0) 1/2 \u003d (1,58 * 10 -7 / 0,03) 1/2 \u003d 2,3 * 10 -3

Répondre: K h \u003d 1,58 * 10 -7 ; α \u003d 2,3 * 10 -3

Editeur : Kharlamova Galina Nikolaïevna

une). L'hydrolyse est une réaction endothermique, donc une augmentation de la température améliore l'hydrolyse.

2). Une augmentation de la concentration en ions hydrogène fragilise l'hydrolyse, dans le cas de l'hydrolyse par le cation. De même, l'augmentation de la concentration en ions hydroxyde fragilise l'hydrolyse, dans le cas de l'hydrolyse anionique.

3). Lorsqu'il est dilué avec de l'eau, l'équilibre se déplace dans le sens de la réaction, c'est-à-dire vers la droite, le degré d'hydrolyse augmente.

4). Les additifs de substances étrangères peuvent affecter la position d'équilibre lorsque ces substances réagissent avec l'un des participants à la réaction. Ainsi, lorsque le sulfate de cuivre est ajouté à une solution

2CuSO4 + 2H2O<=>(CuOH)2SO4 + H2SO4

solution d'hydroxyde de sodium, les ions hydroxyde qu'elle contient vont interagir avec les ions hydrogène. En conséquence, leur concentration diminuera et, selon le principe de Le Chatelier, l'équilibre du système se déplacera vers la droite, le degré d'hydrolyse augmentera. Et si une solution de sulfure de sodium est ajoutée à la même solution, alors l'équilibre ne se déplacera pas vers la droite, comme on pourrait s'y attendre (amélioration mutuelle de l'hydrolyse), mais, au contraire, vers la gauche, en raison de la liaison de ions cuivre en sulfure de cuivre pratiquement insoluble.

cinq). concentration en sel. La prise en compte de ce facteur conduit à une conclusion paradoxale : l'équilibre du système se déplace vers la droite, conformément au principe de Le Chatelier, mais le degré d'hydrolyse diminue.

Exemple,

Al(NON 3 ) 3

Le sel est hydrolysé au niveau du cation. Il est possible de favoriser l'hydrolyse de ce sel si :

1. chauffer ou diluer la solution avec de l'eau;
2. ajouter une solution d'alcali (NaOH);
3. ajouter une solution de sel hydrolysé par l'anion Na 2 CO 3 ;

L'hydrolyse de ce sel peut être affaiblie si :

1. dissolution du plomb dans le froid ;
2. préparer la solution la plus concentrée possible de Al(NO 3 ) 3 ;
3. ajouter un acide à la solution, tel que HCl

L'hydrolyse des sels de bases polyacides et d'acides polybasiques se déroule par étapes

Par exemple, l'hydrolyse du chlorure de fer (II) comprend deux étapes :

1ère étape

FeCl2 + HOH<=>Fe(OH)Cl + HCl
Fe2+ + 2Cl - + H + + OH -<=>Fe(OH) + + 2Cl - + H +

2ème étape

Fe(OH)Cl + HOH<=>Fe(OH) 2 + HCl
Fe(OH) + + Cl - + H + + OH -<=>Fe( OH) 2 + H + + Cl -

L'hydrolyse du carbonate de sodium comprend deux étapes :

1ère étape

Na 2 CO 3 + HOH<=>NaHCO 3 + NaOH
CO 3 2- + 2Na + + H + + OH - => HCO 3 - + OH - + 2Na +

2ème étape

NaHCO 3 + H 2 O<=>NaOH + H2CO3
HCO 3 - + Na + + H + + OH -<=>H 2 CO 3 + OH - + Na +

L'hydrolyse est un processus réversible. Une augmentation de la concentration des ions hydrogène et des ions hydroxyde empêche la réaction de se dérouler jusqu'à son terme. Parallèlement à l'hydrolyse, une réaction de neutralisation a lieu lorsque la base faible résultante (Fe (OH) 2) interagit avec un acide fort, et l'acide faible résultant (H 2 CO 3 ) réagit avec un alcali.

L'hydrolyse se déroule de manière irréversible si une base insoluble et (ou) un acide volatil se forme à la suite de la réaction :

Al 2 S 3 + 6H 2 O \u003d\u003e 2Al (OH) 3 ↓ + 3H 2 S

Sels complètement décomposés par l'eau - Al2S3 , ne peut être obtenu par la réaction d'échange en solution aqueuse, car au lieu de l'échange, la réaction d'hydrolyse conjointe se déroule :

2AlCl 3 +3Na 2 S≠Al 2 S 3 +6NaCl

2AlCl 3 +3Na 2 S+6H 2 O=2Al(OH) 3 ↓+6NaCl+3H 2 S(amélioration mutuelle de l'hydrolyse)

Ils sont donc obtenus en milieu anhydre par frittage ou autres procédés, par exemple :

2Al+3S = t°C\u003d Al 2 S 3

Exemples de réactions d'hydrolyse

(NH 4) 2 CO 3 carbonate d'ammonium sel, acide faible et base faible. Soluble. Hydrolyse à la fois les cations et les anions. Le nombre d'étapes est de 2.

Étape 1 : (NH 4) 2 CO 3 + H 2 O ↔ NH 4 OH + NH 4 HCO 3

2 étape : NH 4 HCO 3 + H 2 O ↔NH 4 OH + H 2 CO 3

La réaction de la solution est légèrement alcaline pH > 7, car l'hydroxyde d'ammonium est un électrolyte plus fort que acide carbonique. Kd (NH 4 OH)> Kd (H 2 CO 3)

CH 3 COONH 4 acétate d'ammonium sel, acide faible et base faible. Soluble. Hydrolyse à la fois les cations et les anions. Le nombre d'étapes est 1.

CH 3 COONH 4 + H 2 O ↔NH 4 OH + CH 3 COOH

La réaction de la solution est pH neutre \u003d 7, car K d (CH 3 COO H) \u003d K d (NH 4 OH)

K2HPO4– hydrogénophosphate de potassium sel, acide faible et base forte. Soluble. Hydrolysé à l'anion. Le nombre d'étapes est de 2.

1 étape : K 2 HPO 4 +H 2 O ↔KH 2 PO 4 +KOH

2 étape : KH 2 PO 4 +H 2 O ↔H 3 PO 4 +KOH

réaction en solution 1 étape légèrement alcalinepH=8,9 , car à la suite de l'hydrolyse, les ions OH - s'accumulent dans la solution et le processus d'hydrolyse prévaut sur le processus de dissociation des ions HPO 4 2-, donnant des ions H + (HPO 4 2- ↔H + + PO 4 3-)

réaction en solution 2 étapes légèrement acidepH=6,4 , puisque le processus de dissociation des ions dihydroorthophosphate l'emporte sur le processus d'hydrolyse, tandis que les ions hydrogène non seulement neutralisent les ions hydroxyde, mais restent également en excès, ce qui provoque une réaction faiblement acide du milieu.

Tâche : Déterminer le milieu des solutions de bicarbonate de sodium et d'hydrosulfite de sodium.

Solution:

1) Considérez les processus dans une solution de bicarbonate de sodium. La dissociation de ce sel se déroule en deux étapes, des cations hydrogène se forment dans la seconde étape :

NaHCO 3 \u003d Na + + HCO 3 - (I)

HCO 3 - ↔ H + + CO 3 2- ( II )

La constante de dissociation pour la deuxième étape est K 2 de l'acide carbonique, égale à 4,8∙10 -11.

L'hydrolyse du bicarbonate de sodium est décrite par l'équation :

NaHCO 3 + H 2 O ↔ H 2 CO 3 + NaOH

HCO 3 - + H 2 O ↔H 2 CO 3 + OH -, dont la constante est

K g \u003d K w / K 1 (H 2 CO 3) \u003d 1 ∙ 10 -14 / 4,5 ∙ 10 -7 \u003d 2,2 ∙ 10 -8.

La constante d'hydrolyse est sensiblement plus grande que la constante de dissociation, donc SolutionNaHCO 3 a un environnement alcalin.

2) Considérez les processus dans une solution d'hydrosulfite de sodium. La dissociation de ce sel se déroule en deux étapes, des cations hydrogène se forment dans la seconde étape :

NaHSO 3 \u003d Na + + HSO 3 - (I)

HSO 3 - ↔ H + + SO 3 2- (II)

La constante de dissociation pour la deuxième étape est K 2 de l'acide sulfureux, égale à 6,2∙10 -8.

L'hydrolyse de l'hydrosulfite de sodium est décrite par l'équation :

NaHSO 3 + H 2 O ↔H 2 SO 3 + NaOH

HSO 3 - + H 2 O ↔H 2 SO 3 + OH -, dont la constante est

K g \u003d K w / K 1 (H 2 SO 3) \u003d 1 ∙ 10 -14 / 1,7 ∙ 10 -2 \u003d 5,9 ∙ 10 -13.

Dans ce cas, la constante de dissociation est supérieure à la constante d'hydrolyse, donc Solution

NaHSO 3 a un environnement acide.

Tâche : déterminer le milieu de la solution de sel de cyanure d'ammonium.

Solution:

NH 4 CN ↔NH 4 + + CN -

NH 4 + + 2H 2 O ↔NH 3. H 2 O + H 3 O +

CN - + H 2 O ↔HCN + OH -

NH4CN + H2O↔ NH4OH + HCN

Kd (HCN) =7,2∙10 -10 ; K ré (NH 4 OH) \u003d 1,8 ∙ 10 -5

Réponse : Hydrolyse par cation et anion, car K o> K k, légèrement alcalin, pH > 7

hydrolyse
appelé
réactions
échanger
interactions
substances avec de l'eau, conduisant à leur
décomposition.

Particularités

Hydrolyse des matières organiques
substances
Les organismes vivants effectuent
hydrolyse de divers composés organiques
substances lors de réactions
la participation d'enzymes.
Par exemple, lors de l'hydrolyse
participation des digestifs
les enzymes les PROTÉINES sont décomposées
pour les ACIDES AMINÉS,
GRAISSES - à la GLYCÉRINE et
ACIDE GRAS,
POLYSACCHARIDES (ex.
amidon et cellulose)
MONOSACCHARIDES (ex.
GLUCOSE), NUCLEIQUE
ACIDES - gratuitement
NUCLÉOTIDES.
Lors de l'hydrolyse des graisses
la présence d'alcalis
recevoir du savon; hydrolyse
gras en présence
catalyseurs utilisés
pour la glycérine et
Les acides gras. hydrolyse
bois obtenir de l'éthanol, et
produits d'hydrolyse de la tourbe
trouver une application dans
production de fourrage
levure, cire, engrais et
les autres

Hydrolyse des composés organiques

les graisses sont hydrolysées pour former du glycérol et
acides carboxyliques (avec NaOH - saponification).
l'amidon et la cellulose sont hydrolysés en
glucose:

Hydrolyse réversible et irréversible

Presque toutes les réactions d'hydrolyse
matière organique
réversible. Mais il y a aussi
hydrolyse irréversible.
Propriété générale irréversible
hydrolyse - une (de préférence les deux)
à partir de produits d'hydrolyse
être éloigné de la sphère de la réaction
comme:
- DRAINAGE,
- GAZ.
CaC₂ + 2H₂O = Ca(OH)₂↓ + C₂H₂
Dans l'hydrolyse des sels :
Al₄C₃ + 12 H₂O = 4 Al(OH)₃↓ + 3CH₄
Al₂S₃ + ​​​​6 H₂O = 2 Al(OH)₃↓ + 3 H₂S
CaH₂ + 2 H₂O = 2Ca(OH)₂↓ + H₂

H I D R O L I S S O L E Y

HYDROLYSE DU SEL
Hydrolyse du sel -
genre de réactions
hydrolyse due à
réactions
échange d'ions dans les solutions
(soluble dans l'eau
sels électrolytiques.
Le moteur du processus
est l'interaction
ions avec de l'eau, conduisant à
faible
électrolyte en ionique ou
forme moléculaire
("liaison des ions").
Distinguer réversible et
hydrolyse irréversible des sels.
1. Hydrolyse du sel faible
acide et base forte
(hydrolyse par anion).
2. Hydrolyse du sel fort
acide et base faible
(hydrolyse par cation).
3. Hydrolyse du sel faible
acide et base faible
(irréversible).
Sel d'un acide fort et
pas de base solide
subit une hydrolyse.

Équations de réaction

Hydrolyse d'un sel d'un acide faible et d'une base forte
(hydrolyse par anion):
(la solution a un environnement alcalin, la réaction se déroule
réversible, l'hydrolyse dans la deuxième étape se déroule en
degré négligeable).
Hydrolyse d'un sel d'un acide fort et d'une base faible
(hydrolyse par cation):
(la solution est acide, la réaction se déroule de manière réversible,
l'hydrolyse dans la deuxième étape se déroule en quantité négligeable
degrés).

10.

Hydrolyse d'un sel d'un acide faible et d'une base faible :
(l'équilibre se déplace vers les produits, l'hydrolyse
procède presque complètement, puisque les deux produits
les réactions quittent la zone de réaction sous la forme d'un précipité ou
gaz).
Sel d'un acide fort et d'une base forte
subit une hydrolyse et la solution est neutre.

11. SCHÉMA D'HYDROLYSE DU CARBONATE DE SODIUM

Na₂CO₃
NaOH
base solide
H₂CO₃
acide faible
ENVIRONNEMENT ALCALIN
ACIDE SEL, hydrolyse par
ANION

12. SCHÉMA D'HYDROLYSE DU CHLORURE DE CUIVRE(II)

CuCl₂
Cu(OH)₂↓
base faible
HCl
acide fort
ENVIRONNEMENT ACIDE
SEL DE BASE, hydrolyse selon
CATION

13. SCHÉMA D'HYDROLYSE DU SULFURE D'ALUMINIUM

Al₂S₃
Al(OH)₃↓
base faible
H₂S
acide faible
RÉACTION NEUTRE
ENVIRONNEMENTS
hydrolyse irréversible

14.

RÔLE DE L'HYDROLYSE DANS LA NATURE
transformation la croûte terrestre
Assurer un milieu marin légèrement alcalin
l'eau
RÔLE DE L'HYDROLYSE DANS LA VIE
HUMAIN
Lavage
faire la vaisselle
Laver au savon
Processus de digestion

transcription

1 HYDROLYSE DES SUBSTANCES ORGANIQUES ET INORGANIQUES

2 Hydrolyse (du grec ancien "ὕδωρ" eau et "λύσις" décomposition) l'un des types réactions chimiques, où, lorsque les substances interagissent avec l'eau, la substance initiale se décompose avec la formation de nouveaux composés. Le mécanisme d'hydrolyse des composés divers cours: - les sels, les glucides, les lipides, les esters, etc. présentent des différences significatives

3 Hydrolyse de substances organiques Les organismes vivants effectuent l'hydrolyse de diverses substances organiques au cours de réactions avec la participation d'ENZYMES. Par exemple, lors de l'hydrolyse, avec la participation d'enzymes digestives, les PROTÉINES sont décomposées en ACIDES AMINÉS, les GRAISSES en GLYCÉROL et en ACIDES GRAS, les POLYSACCHARIDES (par exemple, l'amidon et la cellulose) en MONOSACCHARIDES (par exemple, en GLUCOSE), les ACIDES NUCLÉIQUES en NUCLÉOTIDES libres. Lorsque les graisses sont hydrolysées en présence d'alcalis, on obtient du savon ; l'hydrolyse des graisses en présence de catalyseurs permet d'obtenir du glycérol et des acides gras. L'éthanol est obtenu par hydrolyse du bois et les produits de l'hydrolyse de la tourbe sont utilisés dans la production de levure fourragère, de cire, d'engrais, etc.

4 1. Hydrolyse des composés organiques Les graisses sont hydrolysées pour obtenir du glycérol et des acides carboxyliques (saponification avec NaOH) :

5 l'amidon et la cellulose sont hydrolysés en glucose :

7 TEST 1. Lors de l'hydrolyse des graisses, 1) alcools et acides minéraux 2) aldéhydes et acides carboxyliques 3) monoalcools et acides carboxyliques 4) glycérol et acides carboxyliques RÉPONSE : 4 2. L'hydrolyse subit : 1) l'acétylène 2) la cellulose 3 ) Éthanol 4) Méthane RÉPONSE : 2 3. L'hydrolyse subit : 1) Glucose 2) Glycérine 3) Graisse 4) Acide acétique RÉPONSE : 3

8 4. Lors de l'hydrolyse des esters, il se forme : 1) Des alcools et des aldéhydes 2) acides carboxyliques et glucose 3) Amidon et glucose 4) Alcools et acides carboxyliques RÉPONSE : 4 5. L'hydrolyse de l'amidon produit : 1) Saccharose 2) Fructose 3) Maltose 4) Glucose RÉPONSE : 4

9 2. Hydrolyse réversible et irréversible Presque toutes les réactions d'hydrolyse des substances organiques considérées sont réversibles. Mais il y a aussi hydrolyse irréversible. La propriété générale de l'hydrolyse irréversible est que l'un (de préférence les deux) des produits d'hydrolyse doit être évacué de la sphère réactionnelle sous forme de : - SÉDIMENT, - GAZ. CaC₂ + 2H₂O = Ca(OH)₂ + C₂H₂ Lors de l'hydrolyse des sels : Al₄C₃ + 12 H₂O = 4 Al(OH)₃ + 3CH₄ Al₂S₃ + ​​6 H₂O CaH₂ + 2 H₂O = 2 Al(OH)₃ + 3 H₂S = 2Ca(OH )₂ + H₂

10 HYDROLYSE SOLEY L'hydrolyse des sels est une sorte de réaction d'hydrolyse provoquée par l'apparition de réactions d'échange d'ions dans des solutions de sels électrolytiques (aqueux) solubles. La force motrice du processus est l'interaction des ions avec l'eau, conduisant à la formation d'un électrolyte faible sous forme ionique ou moléculaire ("liaison ionique"). Distinguer l'hydrolyse réversible et irréversible des sels. 1. Hydrolyse d'un sel d'un acide faible et d'une base forte (hydrolyse anionique). 2. Hydrolyse d'un sel d'un acide fort et d'une base faible (hydrolyse cationique). 3. Hydrolyse du sel d'un acide faible et d'une base faible (irréversible) Le sel d'un acide fort et d'une base forte ne subit pas d'hydrolyse

12 1. Hydrolyse d'un sel d'un acide faible et d'une base forte (hydrolyse anionique): (la solution a un environnement alcalin, la réaction est réversible, l'hydrolyse dans la deuxième étape se déroule à un degré insignifiant) 2. Hydrolyse d'un sel de un acide fort et une base faible (hydrolyse cationique): (la solution a un environnement acide, la réaction se déroule de manière réversible, l'hydrolyse dans la deuxième étape se déroule à un degré insignifiant)

13 3. Hydrolyse d'un sel d'un acide faible et d'une base faible : (l'équilibre est déplacé vers les produits, l'hydrolyse se déroule presque complètement, puisque les deux produits de réaction quittent la zone de réaction sous forme de précipité ou de gaz). Le sel d'un acide fort et d'une base forte ne subit pas d'hydrolyse et la solution est neutre.

14 SCHÉMA D'HYDROLYSE DU CARBONATE DE SODIUM NaOH base forte Na₂CO₃ H₂CO₃ acide faible > [H]+ SEL D'ACIDE MOYEN BASIQUE, hydrolyse des ANIONS

15 Première étape d'hydrolyse Na₂CO₃ + H₂O NaOH + NaHCO₃ 2Na+ + CO₃ ² + H₂O Na+ + OH + Na+ + HCO₃ CO₃ ² + H₂O OH + HCO₃ Deuxième étape d'hydrolyse NaHCO₃ + H₂O = NaOH + H₂CO ₃ CO₂ H₂O Na+ = Na₂O + + CO₂ + H₂O HCO₃ + H₂O = OH + CO₂ + H₂O

16 SCHÉMA D'HYDROLYSE DU CHLORURE DE CUIVRE(II) Cu(OH)₂ base faible CuCl₂ HCl acide fort< [ H ]+ КИСЛАЯ СРЕДА СОЛЬ ОСНОВНАЯ, гидролиз по КАТИОНУ

17 Première étape d'hydrolyse CuCl₂ + H₂O (CuOH)Cl + HCl Cu+² + 2 Cl + H₂O (CuOH)+ + Cl + H+ + Cl Cu+² + H₂O (CuOH)+ + H+ Deuxième étape d'hydrolyse (СuOH) Cl + H₂O Cu(OH)₂ + HCl (Cu OH)+ + Cl + H₂O Cu(OH)₂ + H+ + Cl (CuOH)+ + H₂O Cu(OH)₂ + H+

18 SCHÉMA D'HYDROLYSE DU SULFURE D'ALUMINIUM Al₂S₃ Al(OH)₃ H₂S base faible acide faible = [H]+ RÉACTION NEUTRE DU MILIEU hydrolyse irréversible

19 Al₂S₃ + ​​​​6 H₂O = 2Al(OH)₃ + 3H₂S HYDROLYSE DU CHLORURE DE SODIUM NaCl NaOH HCl base forte acide fort = [H]+ RÉACTION NEUTRE DU MILIEU aucune hydrolyse ne se produit NaCl + H₂O = NaOH + HCl Na+ + Cl + H₂O = Na+ + OH + H+ + Cl

20 Transformation de la croûte terrestre Offrir un milieu légèrement alcalin à l'eau de mer LE RÔLE DE L'HYDROLYSE DANS LA VIE HUMAINE Lessive Laver la vaisselle Laver au savon Processus de digestion

21 Ecrire les équations d'hydrolyse : A) K₂S B) FeCl₂ C) (NH₄)₂S D) BaI₂ K₂S : KOH est une base forte H₂S acide faible HS + K+ + OH S² + H₂O HS + OH FeCl₂ : Fe(OH)₂ - base faible HCL - acide fort FeOH)+ + Cl + H+ + Cl Fe +² + H₂O (FeOH)+ + H+

22 (NH₄)₂S : NH₄OH - base faible; H₂S - acide faible HI - HYDROLYSE acide forte NON

23 Effectuez sur une feuille de papier. Remettez votre travail au professeur à la leçon suivante.

25 7. Une solution aqueuse dont des sels a un environnement neutre? a) Al(NO₃)₃ b) ZnCl₂ c) BaCl₂ d) Fe(NO₃)₂ 8. Dans quelle solution la couleur du tournesol sera-t-elle bleue ? a) Fe₂(SO₄)₃ b) K₂S c) CuCl₂ d) (NH₄)₂SO₄

26 9. L'hydrolyse n'est pas soumise à 1) du carbonate de potassium 2) de l'éthane 3) du chlorure de zinc 4) de la graisse 10. Lors de l'hydrolyse des fibres (amidon), il peut se former : 1) du glucose 2) uniquement du saccharose 3) uniquement du fructose 4) dioxyde de carbone et eau 11. Le milieu de solution à la suite de l'hydrolyse du carbonate de sodium 1) alcalin 2) fortement acide 3) acide 4) neutre 12. L'hydrolyse subit 1) CH 3 COOK 2) KCI 3) CaCO 3 4 ) Na2SO4

27 13. L'hydrolyse n'est pas soumise à 1) sulfate de fer 2) alcools 3) chlorure d'ammonium 4) esters

28 PROBLÈME Expliquez pourquoi lorsque vous versez des solutions - FeCl₃ et Na₂CO₃ - précipite et libère du gaz ? 2FeCl₃ + 3Na₂CO₃ + 3H₂O = 2Fe(OH)₃ + 6NaCl + 3CO₂

29 Fe+³ + H₂O (FeOH)+² + H+ CO₃ ² + H₂O HCO₃ + OH CO₂ + H₂O Fe(OH)₃

L'hydrolyse est une réaction de décomposition métabolique de substances par l'eau. Hydrolyse des substances organiques substances inorganiques Sels Hydrolyse de substances organiques Protéines Halogenoalcanes Esters(gras) Glucides

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