加水分解は、化学物質間の結合が水分子で破壊される化学反応の一種です。この用語は、水が求核剤である除去、置換、および溶媒和プロセスを指します。生物学的加水分解には、水分子を介して巨大分子を小さな断片に分解することが含まれます。糖化は、炭水化物が加水分解され、個々の糖分子に分解されるときに発生します。
この記事では、加水分解の概念と要因について説明し、ハロゲン化水素の酸性度について説明します。
加水分解の概念
加水分解は、化合物と水との相互作用によって引き起こされる化学プロセスです。その結果、材料と水の両方が劣化します。塩、炭水化物、タンパク質、脂質、およびその他の物質との加水分解反応が考えられます。
ほとんどの異化反応では、有機化合物は酵素の助けを借りて加水分解されます。いくつかの例を次に示します:
- タンパク質はアミノ酸に分解されます。
- 脂質は脂肪酸とグリセロールに分解されます。
- 多糖類は加水分解されて単糖類を形成します。
加水分解プロセスは、縮合反応の逆と考えることができます。凝縮では、2 つの分子が結合してより大きな分子を形成し、水分子を放出します。したがって、加水分解では水が追加されますが、縮合では水が除去されます。
加水分解のさまざまな要因
加水分解因子なし:
陽イオンまたは陰イオンと水がそれらの共役対よりも効力が低いとします。その場合、B+ は「共役ヒドロニウム イオン」よりも酸性度が低くなり、共役 BOH は水よりも重要なようです。
A– は共役水酸化物イオンよりもはるかに低く、水は共役 HA よりも酸性度が低くなります。例えば、完全な加水分解を達成しないイオンは、加水分解因子なしと判断することができます。
完全加水分解因子:
どういうわけか、陽イオンまたは陰イオンと水が共役対よりも実質的である場合、B + は対応するヒドロニウムイオンよりも酸性であるように思われます.水は、共役 BOH よりもはるかに重要です。
A– は対応する水酸化物イオンよりも基本的ですが、水は抱合型 HA よりも酸性です。
限られた加水分解因子:
陰イオンまたは陽イオンがそれらの共役対ほど強くない場合、強度に関連する加水分解が発生し、液体は酸性または塩基性になる可能性があります。
ハロゲン化水素
ハロゲン化水素はHXで表されるガスです。それらは水中で分解してハロゲン化水素酸を形成します。室温では、ハロゲン化水素は無色です。
フッ化水素は、分子サイズに対して 20°C の高い沸点を持ち、冷却すると凝縮する可能性があります。これは、フッ化水素が水素結合を作ることができるからです。
フッ素は電気陰性であるため、フッ素-水素結合は高度に分極しています。水素原子はかなり部分的に正電荷を持っていますが、フッ素原子は負電荷を持っています.
ただし、他のハロゲン化水素は水素結合を形成しません。これは、より大きなハロゲンが相対的に電気陰性ではないためです。したがって、それらは極性の低い結合です。さらに、他のハロゲンの孤立電子対はより高いエネルギー レベルに存在するため、集中した負電荷が失われています。
ハロゲン化水素の酸性度
塩化水素は、他の種にプロトンを供与するため、「Bronsted-Lowry の定義」による酸です。塩化水素ガスは一般に水に溶け、塩酸はその溶媒和型です。
塩化水素蒸気は、塩化水素が空気中の水蒸気と反応して希塩酸の雲を形成するときに生成されます。
水分子の孤立電子対の 1 つが塩化水素からプロトンを受け取り、移動したプロトンと酸素の間に配位結合が確立されます。
方程式は次のように表すことができます。
H2O + HCl→H3O+ + Cl−
H3O+ イオンはヒドロニウムイオンを表します。これは、水中のプロトンの標準的な方法です。わかりやすくするために、H+ に還元されることもあります。
ほとんどすべての「塩化水素分子」は、水に溶けて塩酸を生成するときに、このように反応します。したがって、塩酸は強力な酸と見なされます。酸性分子が溶液中でイオン化されている場合、それは強力です。
ハロゲン化水素の製造
ハロゲン化物を合成するにはいくつかの方法があります。濃硫酸または濃リン酸などの酸と塩化ナトリウムなどのイオン性ハロゲン化物との反応は、ハロゲン化水素を生成する1つの方法です。
硫酸が室温で塩化ナトリウムに導入されると、酸はプロトンを塩化物に移動させ、塩化水素が形成されます。それはすぐに気相でシステムを出ます。一方、濃硫酸はより強力な酸化剤であるため、異なる反応を示します。
結論
以上が加水分解の要因の概要でした。この化学反応には、水分子を介した結合の切断が含まれ、それをより小さな成分に分割します。加水分解は、2 つの分子が結合して大きな分子を形成する縮合の反対です。
適切な種類のバッテリーを使用すれば、加水分解を使用して発電することができます。加水分解は消化器系でも行われます。水は、酵素が食物分子を破壊し、エネルギーと栄養素を放出するのを助けます.加水分解の要因に関するこれらの JEE ノートには、酸性度とハロゲン化水素の生成も含まれていました。
