17. Химическая связь. Типы химической связи

Гидро́лиз — Это химическая реакция взаимодействия вещества с водой, при которой происходит разложение этого вещества и воды с образованием новых соединений.

Гидролиз солей - взаимодействие в водных растворах катионов и (или) анионов солей с молекулами воды, при котором к катиону, оказавшемуся в растворе, присоединяется группа ОН-, а к аниону - ион Н+ молекулы воды.

В результате гидролиза в растворе появляются ионы Н+ и ОН-, и среда становится соответственно кислой или щелочной.

Возможны следующие случаи гидролиза солей:

3) катиону и аниону одновременно.

Рассмотрим подробно каждый из этих случаев.

Гидролиз по аниону. Ему подвергаются соли, образованные катионом сильного основания и анионом слабой кислоты (К2СОз, Na2S, Na2SO3, K3PO4 и др.). При гидролизе создается щелочная среда (рН > 7). Например:

1) в растворе CH3COONa диссоциирует:

CH3COONa « CH3COO- + Na+;

2) катионы Na+, отвечающие сильному основанию, с молекулами Н2О не реагируют:

Na+ + НОН реакция не идет;

3) анионы СН3СОО- слабой кислоты реагируют с молекулами воды, гидролизуются:

CH3COO- + НОН « СНзСООН + ОН-;

4) молекулярное уравнение гидролиза:

CH3COONa + НОН « СН3СООН + NaOH.

Гидролиз многозарядного аниона протекает ступенчато из-за ступенчатой диссоциации многоосновных кислот, при обычных условиях он проходит, в основном, по первой ступени.

Гидролиз по катиону. Ему подвергаются соли, образованные катионом слабого основания и анионом сильной кислоты (NH4Br, ZnCl2, Cu(NO3)2 и др.). При гидролизе таких солей идет подкисление среды (рН < 7). Например:

1) в растворе А1С13 диссоциирует:

А1С13 « AI3+ + ЗСl-;

2) анионы сильной хлороводородной кислоты ионы Cl- гидролизу не подвергаются:

Сl- + НОН реакция не идет;

3) катионы же слабого основания Аl3+ гидролизуются:

А13+ + НОН « АlОН2+ + H+,

4) молекулярное уравнение гидролиза:

А1С13 + Н2О « А1ОНС12 + НС1.

Гидролизом по второй и третьей ступени при обычных условиях можно пренебречь.

Гидролиз галогеналканов

Гидролиз галогеналканов используют дли получения спиртов. Присутствие щелочи (ОН ) иоэволяет «связать» получающуюся кислоту и сместить равновесие в сторону образования спирта.

Гидролиз сложных эфиров

Гидролиз сложных эфиров протекает обратимо в кислотной среде (в присутствии неорганической кислоты) с образованием соответствующего спирта и карбоновой кислоты.

Для смещения химическое равновесии в сторону продуктов реакции гидролиз проводят в присутствии щелочи. Исторически первым примером такой реакции было щелочное расщепление сложных эфиров высших жирных кислот, что привело к получению мыла. Это произошло в 1811 г., когда французский ученый Э. Шеврёль. нагревая жиры с водой в щелочной среде, получил глицерин и мыла — соли высших карбоновых кислот. На основании этого эксперимента был установлен состав жиров, они оказались сложными эфирами, но только «трижды сложными., производными трехатомного спирта глицерина — триглицеридамн. А процесс гидролиза сложных эфиров в щелочной среде до сих пор называют «омылением».

Например, омыление эфира, образованного глицерином, пальмитиновой и стеариновой кислотами:

Натриевые соли высших карбоновых кислот — основные компоненты твердого мыла, калиевые соли — жидкого мыла.

Французский химик М. Бертло в 1854 г. осуществил реакцию этерификации и впервые синтезировал жир. Следовательно, гидролиз жиров (как и других сложных эфиров) протекает обратимо. Уравнение реакции можно упрощенно записать так:

В живых организмах происходит ферментативный гидролиз жиров. В кишечнике под влиянием фермента липазы жиры пищи гидратизуются на глицерин и органические кислоты, которые всасываются стенками кишечника, и в организме синтезируются новые жиры, свойственные данному организму. Они по лимфатической системе поступают в кровь, а затем в жировую ткань. Отсюда жиры поступают в другие органы и ткани организма, где в процессе обмена веществ в клетках опять гидролиэу-ются и затем постепенно окисляются до оксида углерода и воды с выделеиием энергии, необходимой для жизнедеятельности.

В технике гидролиз жиров используют для получения глицерина, высших карбоновых кислот, мыла.

Гидролиз углеводов

Как вы зияете, углеводы являются важнейшими компонентами нашей пищи. Причем ди- (сахароза, лактоза, мальтоза) и полисахариды