Hidrólise: em que consiste e exemplos de reações - Ciência - 2023

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o hidrólise É uma reação química que pode ocorrer em moléculas ou íons inorgânicos e orgânicos e que envolve a participação da água para quebrar suas ligações. Seu nome origina-se do grego, 'hidro' da água e 'lise' da ruptura.

A molécula de água, H₂Ou, estabelece um equilíbrio com os íons de sais de ácidos e bases fracos, conceito este que aparece pela primeira vez em estudos gerais de química e em química analítica. É, portanto, uma das reações químicas mais simples.

Em vários exemplos de hidrólise, a água sozinha é incapaz de quebrar uma certa ligação covalente. Quando isso ocorre, o processo é acelerado ou catalisado por acidificação ou alcalinização do meio; isto é, na presença de íons H₃OU⁺ você OH^–, respectivamente. Além disso, existem enzimas que catalisam a hidrólise.

A hidrólise ocupa um lugar especial no que diz respeito às biomoléculas, uma vez que as ligações que mantêm seus monômeros unidos são suscetíveis à hidrólise sob certas condições. Por exemplo, os açúcares são hidrolisados para quebrar os polissacarídeos em seus monossacarídeos constituintes, graças à ação das enzimas glicosidase.

O que é hidrólise?

A imagem acima explica o que é hidrólise. Observe que não apenas a molécula ou substrato (se as enzimas mediarem) quebram sua ligação, mas também a própria água, que "se quebra" em H⁺ e OH^–, onde H⁺ termina com A e OH^– com B. A-B reage assim com uma molécula de água dando origem a dois produtos, A-H e B-OH.

A hidrólise, portanto, é a reação oposta à condensação. Na condensação dois produtos, dizer A-H e B-OH, unem-se mediante a liberação de uma pequena molécula: a água. Na hidrólise, uma molécula é consumida, enquanto na condensação ela é liberada ou produzida.

Voltando ao exemplo dos açúcares, suponha que A-B corresponda a um dímero de sacarose, onde A representa glicose e B representa frutose. A ligação glicosídica A-B pode ser hidrolisada para dar origem aos dois monossacarídeos separadamente e em solução, e o mesmo acontece com os oligo e polissacarídeos se as enzimas mediarem tais reações.

Observe que nesta reação, A-B, a seta tem apenas uma direção; ou seja, é uma hidrólise irreversível. No entanto, muitas hidrólises são na verdade reações reversíveis que atingem um equilíbrio.

Exemplos de reações de hidrólise

- ATP

O ATP é estável entre valores de pH de 6,8 e 7,4. No entanto, em valores extremos de pH, ele hidrolisa espontaneamente. Nos seres vivos, a hidrólise é catalisada por enzimas conhecidas como ATPases:

ATP + H₂O => ADP + Pi

Essa reação é fortemente exergônica, uma vez que a entropia do ADP é maior do que a do ATP. A variação da energia livre de Gibbs (ΔGº) é - 30,5 kJ / mol. A energia produzida pela hidrólise do ATP é usada em inúmeras reações endergônicas.

Reações acopladas

Em alguns casos, a hidrólise de ATP é usada para a conversão de um composto (A) em um composto (B).

A + ATP + H₂O <=> B + ADP + Pi + H⁺

- Água

Duas moléculas de água podem reagir entre si na hidrólise aparente:

H₂O + H₂O <=> H₃OU⁺ + OH^–

É como se uma daquelas moléculas de água se quebrasse em H⁺ e OH^–, vou ligar o H⁺ ao átomo de oxigênio da outra molécula de água, que dá origem ao íon hidrônio, H₃OU⁺. Essa reação, mais do que a hidrólise, é sobre a autoionização ou autoprotólise da água.

- Proteínas

As proteínas são macromoléculas estáveis e para atingir sua hidrólise completa, nos aminoácidos que as constituem, são necessárias condições extremas; como a concentração de ácido clorídrico (6 M) e altas temperaturas.

No entanto, os seres vivos são dotados de um arsenal enzimático que permite a hidrólise de proteínas em aminoácidos no duodeno. As enzimas envolvidas na digestão das proteínas são quase totalmente secretadas pelo pâncreas.

Existem enzimas exopeptidases que degradam proteínas, começando em suas extremidades: aminopeptidase na extremidade amino e carboxipeptidase na extremidade carboxila. Enzimas endopeptidases exercem sua ação dentro da cadeia protéica, por exemplo: tripsina, pepsina, quimiotripsina, etc.

- Amidas e ésteres

As amidas, quando aquecidas em meio alcalino, dão origem a um ácido carboxílico e uma amina:

RCONH₂ + H₂O => RCOO^– + NH₂

Ésteres em um meio aquoso são hidrolisados em um ácido carboxílico e um álcool. O processo é catalisado por uma base ou um ácido:

RCO-OR '+ H₂O => RCOOH + R'OH

Esta é a famosa reação de saponificação.

- Base ácida

Na água, várias espécies são hidrolisadas para acidificar ou alcalinizar o meio aquoso.

Adicionar um sal básico

O acetato de sódio, um sal básico, se dissocia na água para dar íons Na⁺ (sódio) e CH₃COO^– (acetato). Sua basicidade se deve ao fato do acetato ser hidrolisado para gerar íons OH^–, enquanto o sódio permanece inalterado:

CH₃COO^– + H₂O <=> CH₃COOH + OH^–

O OH^–é responsável pelo aumento do pH e se tornar básico.

Adicionar um sal ácido

Cloreto de amônio (NH₄Cl) é formado pelo íon cloreto (Cl^–) a partir de ácido clorídrico (HCl), um ácido forte e o cátion amônio (NH₄⁺) a partir de hidróxido de amônio (NH₄OH), uma base fraca. O Cl^–Ele não se dissocia na água, mas o cátion amônio se transforma em água da seguinte maneira:

NH₄⁺ + H₂O <=> NH₃ + H₃OU⁺

A hidrólise do cátion amônio produz prótons que aumentam a acidez de um meio aquoso, portanto, conclui-se que o NH₄Cl é um sal ácido.

Adicionar um sal neutro

O cloreto de sódio (NaCl) é um produto salino da reação de uma base forte (NaOH) com um ácido forte (HCl). Ao dissolver o cloreto de sódio em água, o cátion sódio (Na⁺) e o ânion (Cl^–) Ambos os íons não se dissociam na água, então eles não adicionam H⁺ você OH^–, mantendo seu pH constante.

Portanto, o cloreto de sódio é considerado um sal neutro.

Referências

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Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Química. (8ª ed.). CENGAGE Learning.
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Os editores da Encyclopaedia Britannica. (2016, 16 de novembro). Hidrólise. Encyclopædia Britannica. Recuperado de: britannica.com
Wikipedia. (2019). Hidrólise. Recuperado de: en.wikipedia.org