هیدرولیز: تجزیه با کمک آب

هیدرولیز نوعی واکنش تجزیه است که در آن آب به عنوان یکی از واکنش‌دهنده‌ها نقش اساسی دارد. در این فرآیند، مولکول‌های آب برای شکستن پیوندهای شیمیایی در سایر مواد شرکت می‌کنند.

می‌توان هیدرولیز را واکنشی معکوس نسبت به واکنش تراکمی در نظر گرفت. در واکنش تراکمی، دو مولکول با یکدیگر ترکیب شده و آب به عنوان یکی از محصولات جانبی تولید می‌شود.

ریشه‌شناسی

واژه هیدرولیز از پیشوند یونانی "هیدرو-" (به معنای آب) و "لیز" (به معنای شکستن) گرفته شده است.

معادله کلی واکنش هیدرولیز

معادله کلی واکنش هیدرولیز به صورت زیر است:

AB + H2O → AH + BOH

هیدرولیز در شیمی آلی

در شیمی آلی، واکنش‌های هیدرولیز معمولاً شامل واکنش آب با یک استر است:

RCO-OR' + H2O → RCO-OH + R'-OH

(خط تیره در سمت چپ نشان‌دهنده پیوند کووالانسی است که در طول واکنش شکسته می‌شود.)

نمونه‌هایی از هیدرولیز

اولین کاربرد تجاری هیدرولیز در تولید صابون بود. فرآیند صابون‌سازی (Saponification) زمانی رخ می‌دهد که یک تری‌گلیسیرید (چربی) با آب و یک باز (معمولاً سدیم هیدروکسید، NaOH، یا پتاسیم هیدروکسید، KOH) هیدرولیز شود. اسیدهای چرب با باز واکنش داده و گلیسرول و نمک‌ها (که همان صابون هستند) را تولید می‌کنند.

نمک

حل کردن نمک یک اسید ضعیف یا باز ضعیف در آب، نمونه‌ای از واکنش هیدرولیز است. اسیدهای قوی نیز ممکن است هیدرولیز شوند. به عنوان مثال، حل کردن اسید سولفوریک در آب، یون هیدرونیوم و بی‌سولفات تولید می‌کند.

شکر

هیدرولیز یک قند، نام خاص خود را دارد: ساکاریفیکاسیون (Saccharification). به عنوان مثال، قند ساکارز (شکر خوراکی) ممکن است تحت هیدرولیز قرار گیرد تا به قندهای سازنده خود تجزیه شود: گلوکز و فروکتوز.

اسید-باز

هیدرولیز کاتالیز شده با اسید-باز نوع دیگری از واکنش هیدرولیز است. یک مثال، هیدرولیز آمیدها است.

هیدرولیز کاتالیز شده

در سیستم‌های بیولوژیکی، هیدرولیز معمولاً توسط آنزیم‌ها کاتالیز می‌شود. یک مثال خوب، هیدرولیز مولکول انرژی آدنوزین تری‌فسفات یا ATP است. هیدرولیز کاتالیز شده همچنین برای هضم پروتئین‌ها، کربوهیدرات‌ها و لیپیدها استفاده می‌شود.