Hidroliza je vrsta kemične reakcije, ki se pojavi med vodo in drugo spojino. Med reakcijo se v obeh molekulah porušijo kemične vezi, zaradi česar se razpadeta. Molekula vode se razcepi, da nastanejo pozitivno nabiti vodikovi (H+) in negativno nabiti hidroksidni (OH-) ioni, druga molekula pa se razcepi na dva enostavnejša dela, prav tako s pozitivnimi in negativnimi naboji. H+ in OH- ioni se vežejo na vsakega od teh odsekov. Te reakcije potekajo, ko se nekatere ionske spojine, na primer nekatere kisline, baze in soli, raztopijo v vodi; so vključeni v procese, ki so bistveni za življenje; uporabljajo se v nekaterih pomembnih industrijskih procesih, kot je proizvodnja mila; in igrajo pomembno vlogo pri preperevanju kamnin.
Jonske spojine
Ionske spojine so lahko kisline, baze ali soli, ki so spojine, ki nastanejo pri reakciji kisline in baze. Sestavljajo jih pozitivno nabiti kationi in negativno nabiti anioni. Ko se raztopijo v vodi, se razcepijo na svoje katione in anione. Anioni šibkih kislin in kationi šibkih baz bodo do neke mere reagirali z vodo, kar bo povzročilo hidrolizo.
Kjer je sol produkt močne kisline in šibke baze, bo kation baze hidroliziral v vodi. Na primer, amonijev klorid (NH4Cl) je sol šibke baze – amoniaka (NH3) – in močne kisline – klorovodikove (HCl). Ko se raztopi v vodi, se razcepi na katione in anione – NH4+ in Cl-. Vendar pa bo kation do neke mere reagiral z vodo z izgubo vodikovega iona:
NH4+ + H2O NH3 + H3O+
Ker pri tej reakciji nastanejo hidronijevi ioni (H3O+), je nastala raztopina kisla. Kjer je sol produkt močne baze in šibke kisline, bodo anioni kisline reagirali z vodo tako, da sprejmejo vodikove (H+) ione, pri čemer ostanejo hidroksidni (OH-) ioni, ki dajo alkalno raztopino. Sol močne kisline in močne baze ne bosta hidrolizirali, ker anion kisline in kation baze ne reagirata z vodo.
življenje
Mnogi procesi, ki so bistveni za življenje, vključujejo hidrolizo. Primer je sproščanje energije z molekulo adenozin trifosfata (ATP). Celice uporabljajo to spojino za shranjevanje energije, ki se lahko nato sprosti, ko je potrebna. Molekula ima tri fosfatne (PO4-) skupine, vendar lahko z reakcijo z vodo izgubi eno od teh skupin. Ta reakcija dejansko porabi majhno količino energije, vendar se pri naknadnih reakcijah proste fosfatne skupine sprosti veliko več.
Hidroliza ima tudi ključno vlogo pri razgradnji hrane v hranila, ki se zlahka absorbirajo. Večina organskih spojin v hrani ne reagira zlahka z vodo in običajno je potreben katalizator, ki omogoča te procese. Organski katalizatorji, ki pomagajo pri reakcijah v živih organizmih, so znani kot encimi. V telesu encimi, kot so lipaze, ogljikove hidrate in proteaze, katalizirajo reakcije z maščobami, ogljikovimi hidrati in beljakovinami z vodo.
En primer hidrolize je razgradnja škroba, ki jo katalizira encim amilaza. Škrob se razgradi na manjše molekule, ki so sestavljene iz sladkorja, znanega kot maltoza. Maltoza se lahko nato pod vplivom encima maltaze dodatno razgradi na molekule glukoze. V vsakem primeru v procesu sodeluje voda, ki sama razcepi in doda hidroksilno skupino in vodikov ion novim molekulam, ki nastanejo na vsaki strani pretrgane vezi.
Industrija
Številni industrijski postopki zahtevajo hidrolizacijo različnih snovi, da nastanejo uporabni produkti. Pogosto pa surovine za te procese ne reagirajo zlahka z molekulami vode, zato pri reakcijah pomagajo različni načini, kot so visok tlak, visoke temperature in katalizatorji. Laboratorijska hidroliza običajno zahteva uporabo katalizatorja, ki je običajno močna kislina ali alkalija.
Hidroliza se že dolgo uporablja pri proizvodnji mila. Med tem postopkom, znanim kot umiljenje, se maščoba hidrolizira v reakciji z vodo in močno alkalijo, natrijevim hidroksidom. Reakcija proizvaja soli maščobnih kislin, splošno znane kot milo. Na starih oljnih slikah se včasih pojavi umiljenje, ko maščobne kisline v oljni barvi reagirajo s kovinami v barvnih pigmentih. To lahko povzroči nastanek belih usedlin in grudic na površini slik, čeprav ni znano, zakaj se to pojavlja le na nekaterih umetniških delih in ne na drugih.
Vremevanje
Hidroliza je pomemben proces pri preperevanju kamnin. Različni silikatni minerali, kot je feldspar, so podvrženi počasnim reakcijam hidrolize z vodo, pri čemer tvorijo glino in mulj, skupaj s topnimi spojinami. Ta proces je pomemben pri nastajanju tal in pri zagotavljanju esencialnih mineralov na voljo rastlinam.