हाइड्रोलिसिस: इसमें क्या शामिल है और प्रतिक्रियाओं के उदाहरण हैं - रसायन विज्ञान - 2025

हाइड्रोलिसिस एक रासायनिक प्रतिक्रिया है कि अणुओं या आयनों दोनों अकार्बनिक और कार्बनिक में हो सकता है, और इसके बांड के टूटने के पानी की भागीदारी शामिल है। इसका नाम ग्रीक, पानी के 'हाइड्रो' और 'ल्यूसिस' के टूटने से उत्पन्न हुआ है।

पानी का अणु, एच ₂ ओ, कमजोर एसिड और क्षार के लवण के आयनों के साथ एक संतुलन स्थापित करता है, यह अवधारणा रसायन विज्ञान के सामान्य अध्ययनों और विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान में पहली बार दिखाई दे रही है। इसलिए यह सबसे सरल रासायनिक प्रतिक्रियाओं में से एक है।

हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रिया के लिए सामान्य समीकरण। स्रोत: गेब्रियल बोलिवर

हाइड्रोलिसिस के कई उदाहरणों में, अकेले पानी एक निश्चित सहसंयोजक बंधन को तोड़ने में असमर्थ है। जब ऐसा होता है, तो प्रक्रिया को तेज या माध्यम के क्षारीकरण द्वारा उत्प्रेरित या उत्प्रेरित किया जाता है; वह है, क्रमशः एच ₃ ओ ⁺ या ओएच ^- आयनों की उपस्थिति में । इसके अलावा, एंजाइम होते हैं जो हाइड्रोलिसिस को उत्प्रेरित करते हैं।

हाइड्रोलिसिस बायोमोलेक्युलस के संबंध में एक विशेष स्थान पर है, क्योंकि उनके मोनोमर्स को एक साथ रखने वाले बांड कुछ शर्तों के तहत हाइड्रोलाइजिंग के लिए अतिसंवेदनशील होते हैं। उदाहरण के लिए, शर्करा को ग्लूकोसिडेज़ एंजाइम की कार्रवाई के लिए उनके घटक मोनोसेकेराइड में पॉलीसेकेराइड को तोड़ने के लिए हाइड्रोलाइज़ किया जाता है।

हाइड्रोलिसिस क्या है?

ऊपर की छवि बताती है कि हाइड्रोलिसिस क्या है। नोट न केवल अणु या सब्सट्रेट (यदि एंजाइमों मध्यस्थता) ने अपने बंधन टूट जाता है कि, लेकिन यह भी पानी में ही है, जो एच में "भंग" ⁺ और ओह ^-, जहां एच ⁺ एक साथ समाप्त होता है, और ओह ^- बी एबी के साथ इसलिए यह दो उत्पादों AH और B-OH को जन्म देते हुए एक पानी के अणु के साथ प्रतिक्रिया करता है।

इसलिए हाइड्रोलिसिस संक्षेपण के विपरीत प्रतिक्रिया है। संक्षेपण दो उत्पादों में, एएच और बी-ओएच कहने के लिए, एक छोटे अणु की मुक्ति के माध्यम से एकजुट होते हैं: पानी। हाइड्रोलिसिस में एक अणु का सेवन किया जाता है, जबकि संक्षेपण में इसे जारी या उत्पादित किया जाता है।

शर्करा के उदाहरण पर लौटते हुए, मान लीजिए कि एबी एक सुक्रोज डाइमर से मेल खाती है, जहां ए ग्लूकोज का प्रतिनिधित्व करता है, और बी फ्रुक्टोज का प्रतिनिधित्व करता है। ग्लाइकोसिडिक बांड एबी को दो मोनोसैकेराइड्स को अलग-अलग और समाधान में देने के लिए हाइड्रोलाइज़ किया जा सकता है, और यदि यही प्रतिक्रियाएँ मध्यस्थता करती हैं तो ऑलिगो और पॉलीसेकेराइड्स के साथ भी ऐसा ही होता है।

ध्यान दें कि इस प्रतिक्रिया में, एबी की, तीर की एक ही दिशा है; यह एक अपरिवर्तनीय हाइड्रोलिसिस है। हालांकि, कई हाइड्रोलिसिस वास्तव में प्रतिवर्ती प्रतिक्रियाएं हैं जो एक संतुलन तक पहुंचती हैं।

हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रियाओं के उदाहरण

- एटीपी

एटीपी 6.8 और 7.4 के पीएच मानों के बीच स्थिर है। हालांकि, चरम पीएच मानों में यह अनायास पनपता है। जीवित प्राणियों में, हाइड्रोलिसिस को ATPases के रूप में जाना जाता एंजाइमों द्वारा उत्प्रेरित किया जाता है:

एटीपी + एच ₂ ओ => एडीपी + पाई

यह प्रतिक्रिया जोरदार एक्सर्जोनिक है, क्योंकि एडीपी की एन्ट्रापी एटीपी से अधिक होती है। गिब्स मुक्त ऊर्जा (ofG is) की भिन्नता है - 30.5 kJ / mol। एटीपी के हाइड्रोलिसिस द्वारा उत्पादित ऊर्जा का उपयोग कई एंडर्जिक प्रतिक्रियाओं में किया जाता है।

युग्मित प्रतिक्रियाएँ

कुछ मामलों में, एटीपी के हाइड्रोलिसिस का उपयोग यौगिक (ए) के यौगिक (बी) में परिवर्तित करने के लिए किया जाता है।

ए + एटीपी + एच ₂ ओ <=> बी + एडीपी + पाई + एच ⁺

- पानी

दो जल अणु स्पष्ट हाइड्रोलिसिस में एक दूसरे के साथ प्रतिक्रिया कर सकते हैं:

एच ₂ ओ + एच ₂ ओ <=> एच ₃ ओ ⁺ + ओएच ^-

यह ऐसा है जैसे कि इनमें से एक पानी के अणु H ⁺ और OH ^- में फ्रैक्चर हो जाते हैं, H ⁺ दूसरे पानी के अणु के ऑक्सीजन परमाणु को बांधने वाला है, जो हाइड्रोनियम आयन, H ₃ O ⁺ को जन्म देता है । हाइड्रोलिसिस के बजाय यह प्रतिक्रिया, पानी के स्व-प्रतिरक्षण या ऑटोप्रोटोलिसिस के बारे में है।

- प्रोटीन

प्रोटीन स्थिर मैक्रोमोलेक्यूल हैं और उनके पूर्ण हाइड्रोलिसिस को प्राप्त करने के लिए, अमीनो एसिड में जो उन्हें गठित करते हैं, चरम स्थितियों की आवश्यकता होती है; जैसे हाइड्रोक्लोरिक एसिड की एकाग्रता (6 M) और उच्च तापमान।

हालांकि, जीवित प्राणियों को एक एंजाइमेटिक शस्त्रागार के साथ संपन्न किया जाता है जो ग्रहणी में प्रोटीन के हाइड्रोलिसिस को अमीनो एसिड की अनुमति देता है। प्रोटीन पाचन में शामिल एंजाइम लगभग पूरी तरह से अग्न्याशय द्वारा स्रावित होते हैं।

एक्सोपेप्टिडेज़ एंजाइम होते हैं जो प्रोटीन को ख़राब करते हैं, उनके सिरों पर शुरू होते हैं: एमिनो अंत में अमीनोपेप्टिडेज़, और कार्बोक्सिल अंत में कार्बोक्सीपेप्टिडेज़। एंडोपेप्टिडेज़ एंजाइम प्रोटीन श्रृंखला के अंदर अपनी कार्रवाई को बढ़ाते हैं, उदाहरण के लिए: ट्रिप्सिन, पेप्सिन, काइमोट्रिप्सिन, आदि।

- एमाइड और एस्टर

एमाइड, जब एक क्षारीय माध्यम में गर्म होता है, एक कार्बोक्जिलिक एसिड और एक एमाइन को जन्म देता है:

RCONH ₂ + H ₂ O => RCOO ^- + NH ₂

एक जलीय माध्यम में एस्टर एक कार्बोक्जिलिक एसिड और एक शराब के लिए हाइड्रोलाइज्ड होते हैं। इस प्रक्रिया को आधार या अम्ल द्वारा उत्प्रेरित किया जाता है:

RCO-OR '+ H ₂ O => RCOOH + R'OH

यह प्रसिद्ध saponification प्रतिक्रिया है।

- अम्ल क्षार

पानी में, जलीय माध्यम को अम्लीय या क्षारीय करने के लिए कई प्रजातियों को हाइड्रोलाइज्ड किया जाता है।

एक मूल नमक जोड़ना

सोडियम एसीटेट, एक मूल नमक, Na ⁺ (सोडियम) और CH ₃ COO ^- (एसीटेट) आयनों को देने के लिए पानी में घुल जाता है । इसकी मौलिकता इस तथ्य के कारण है कि OH ^- आयनों को उत्पन्न करने के लिए एसीटेट को हाइड्रोलाइज्ड किया जाता है, जबकि सोडियम अपरिवर्तित रहता है:

CH ₃ COO ^- + H ₂ O <=> CH ₃ COOH + OH ^-

ओह ^- पीएच के उदय और बुनियादी बनने के लिए जिम्मेदार है।

एक एसिड नमक जोड़ना

अमोनियम क्लोराइड (NH ₄ Cl) हाइड्रोक्लोरिक एसिड (HCl), एक मजबूत अम्ल और अमोनियम केशन (NH ₄ ⁺) से अमोनियम हाइड्रोक्साइड (NH ₄ OH) से क्लोराइड आयन (Cl ^-) द्वारा बनता है। एक कमजोर आधार। Cl ^- पानी में नहीं घुलता है, लेकिन अमोनियम केशन निम्नलिखित तरीके से पानी में बदल जाता है:

NH ₄ ⁺ + H ₂ O <=> NH ₃ + H ₃ O ⁺

अमोनियम कटियन के हाइड्रोलिसिस प्रोटॉन का उत्पादन करते हैं जो एक जलीय माध्यम की अम्लता को बढ़ाते हैं, जिसके लिए यह निष्कर्ष निकाला जाता है कि एनएच ₄ सीएल एक एसिड नमक है।

एक तटस्थ नमक जोड़ना

सोडियम क्लोराइड (NaCl) एक मजबूत एसिड (HCl) के साथ एक मजबूत आधार (NaOH) की प्रतिक्रिया का एक नमक उत्पाद है। सोडियम क्लोराइड को पानी में घोलने से सोडियम केशन (Na ⁺) और अनियन (Cl ^-) उत्पन्न होते हैं। दोनों आयन पानी में अलग नहीं होते हैं, इसलिए वे अपने पीएच को स्थिर रखते हुए H ⁺ या OH ^- नहीं जोड़ते हैं ।

इसलिए, सोडियम क्लोराइड को एक तटस्थ नमक कहा जाता है।

संदर्भ

1. मैथ्यूज, सीके, वैन होल्डे, केई और अहर्न, केजी (2002)। जैव रसायन। (तीसरा संस्करण)। संपादित करें। पियर्सन-एडिसन वेस्ले।
2. Whitten, डेविस, पेक और स्टेनली। (2008)। रसायन विज्ञान (8 वां संस्करण।)। सेनगेज लर्निंग।
3. हेलमेनस्टाइन, ऐनी मैरी, पीएच.डी. (13 जनवरी, 2019)। हाइड्रोलिसिस: परिभाषा और उदाहरण। से पुनर्प्राप्त: सोचाco.com
4. थेरेसा फिलिप्स। (२) अप्रैल २०१ ९)। हाइड्रोलिसिस की प्रक्रिया का एक स्पष्टीकरण। से पुनर्प्राप्त: thebalance.com
5. एनसाइक्लोपीडिया ब्रिटानिका के संपादक। (2016, 16 नवंबर)। हाइड्रोलिसिस। एनसाइक्लोपीडिया ब्रिटानिका। से पुनर्प्राप्त: britannica.com
6. विकिपीडिया। (2019)। हाइड्रोलिसिस। से पुनर्प्राप्त: en.wikipedia.org