Гидролиз как реакция разложения вещества водой. Частный случай кислотно-основного равновесия: протон переходит от молекулы воды к данному иону и наоборот. Особенности и значение почвенного гидролиза. Щелочность почвенного раствора и фосфорные удобрения.
Реферат на тему: "Гидролиз"В реакции гидролиза вступают соли, образованные слабой кислотой и слабым основанием, или слабой кислотой и сильным основанием, или слабым основанием и сильной кислотой. Соли, образованные сильной кислотой и сильным основанием, гидролизу не подвергаются; нейтрализация в этом случае сводится к процессу: H3O OH-= 2H2O В случае соли, образованной слабым основанием и сильной кислотой, гидролизу подвергается катион соли и реакция сопровождается образованием ионов H3O , например: NH4CL H2O = NH3•HOH HCL Иначе говоря, в растворе устанавливается равновесие между солью и образующими ее кислотой и основанием. Протонная теория кислот и оснований рассматривает гидролиз как частный случай кислотно-основного равновесия: протон переходит от молекулы воды к данному иону или от данного иона к молекуле воды.Рассмотренные примеры доказывают колоссальную роль гидролиза в процессах жизнедеятельности организма: На нем основываются процессы питания и выделения, поддержания гомеостаза (постоянства среды) и перераспределения энергии. Процесс гидролиза применяют для получения ценных веществ из древесины, жиров, эфиров.
Введение
В общем случае под гидролизом понимают реакцию разложения вещества водой (от греч. "гидро" - вода, "лизис" - разложение). Гидролизу могут подвергаться белки, жиры, углеводы, эфиры и другие вещества. В неорганической химии чаще всего встречаются с гидролизом солей.
Гидролиз в химии
Гидролизом называется взаимодействие вещества с водой, при котором составные части вещества соединяются с составными частями воды.
Гидролизу подвержены соединения различных классов. Рассмотрим один из его важнейших случаев - гидролиз солей.
В случае реакций нейтрализации, в которых участвуют слабые кислоты и основания, реакции протекают не до конца. Значит при этом в той или иной степени протекает и обратная реакция (взаимодействие соли с водой), приводящая к образованию кислоты и основания. Это и есть гидролиз соли. В реакции гидролиза вступают соли, образованные слабой кислотой и слабым основанием, или слабой кислотой и сильным основанием, или слабым основанием и сильной кислотой. Соли, образованные сильной кислотой и сильным основанием, гидролизу не подвергаются; нейтрализация в этом случае сводится к процессу: H3O OH- = 2H2O
А обратная реакция - диссоциация молекулы воды на ионы - протекает в ничтожно малой степени.
В случае соли, образованной слабым основанием и сильной кислотой, гидролизу подвергается катион соли и реакция сопровождается образованием ионов H3O , например: NH4CL H2O = NH3•HOH HCL
Или NH4 2H2O = NH3•HOH H3O
Накопление ионов H3O приводит к уменьшению концентрации ионов OH-. Таким образом, растворы солей, образованных слабым основанием и сильной кислотой, имеют кислую реакцию.
В рассмотренных случаях гидролизу подвергается не все количество находящейся в растворе соли, а только часть его. Иначе говоря, в растворе устанавливается равновесие между солью и образующими ее кислотой и основанием. Доля вещества, подвергающаяся гидролизу, - степень гидролиза - зависит от константы этого равновесия, а также от температуры и от концентрации соли.
Запишем уравнение гидролиза в общем виде. Пусть НА - кислота, МОН - основание, МА - образованная ими соль. Тогда уравнение гидролиза будет иметь вид: МА Н 2О =НА МОН
Протонная теория кислот и оснований рассматривает гидролиз как частный случай кислотно-основного равновесия: протон переходит от молекулы воды к данному иону или от данного иона к молекуле воды. Например, гидролиз иона аммония можно выразить уравнения: NH4 H2O = H3O NH3.
Особенности почвенного гидролиза и его значение.
Почва - уникальная природная система. Главное свойство почвы - неразрывная связь входящих в нее живых и неживых компонентов. Состав почвы весьма сложен. В ней имеется не только твердая фаза, но также жидкая (почвенный раствор) и газовая (почвенный воздух). Почвенные растворы являются растворами целой массы самых разнообразных веществ - электролитов и неэлектролитов, и коллоидов.
Почва образуется и функционирует как система при сочетании взаимообусловленной жизнедеятельности разных групп организмов. Одной из важных химических функций почв является обмен катионов и анионов, благодаря которому минеральные удобрения и микроэлементы становятся доступными для растений. Когда ионы калия (К ), магния (Mg2 ), кальция (Са 2 ) и других металлов вбираются корнями растений, ион водорода обменивается на ион металла, при этом происходит увеличение кислотности почвы: Почва: Са 2 2СО 2 2Н 2О
Почва: Н , Н Са 2 (корни) 2НСО 3-.
Почва выступает как буфер и сопротивляется изменениям РН. Однако буферная способность существенно зависит от типа почвы. Для почв, бедных известняком, она практически отсутствует; действие кислотных дождей на такие почвы оказывается пагубным, ионообменные процессы нарушаются.
При большом подкислении почвы происходит также переход металлов из оксидов в раствор, а среди них могут быть и такие токсичные для растений металлы, как цинк, железо, марганец и алюминий: Почва: Н , Н ZNO
Почва: Zn2 Н 2О.
Повышение кислотности заболоченных почв приводит к выделению Н 2S, крайне токсичного для растений и многих полезных микроорганизмов. Реакция катализируется микроорганизмами, а роль восстановителя играют органические вещества: SO 42- 2СН 2O 2Н Н 2S 2СО 2 2Н 2O.
Понижение кислотности почвы требует затрат и может быть достигнуто введением карбоната кальция: Почва: Н САСО 3
Почва: Са2 СО 2 Н 2O
Щелочность почвенного раствора вызывается присутствием в почвах не свободных щелочей, а солей слабых кислот и сильных оснований. Из таких солей самое большое распространение имеет в почвах карбонат кальция, но его растворимость, как такового, настолько мала, что о вредном действии его растворов на растения не может быть и речи. Другие щелочные соединения почвы могут быть разбиты на две группы: 1) гуминовокислые щелочи, кремниевокислые щелочи и нормальные карбонаты щелочных металлов, 2) двууглекислые щелочные соли. Соли, входящие в первую группу, имеют то общее, что все они в водных растворах сильно гидролизуются с освобождением иона ОН-.
Поэтому к действию их на растения как таковых присоединяется еще действие сильно ядовитого иона ОН-, который нейтрализуется подкислением почв. Двууглекислые щелочные соли, вследствие очень слабой своей электролитической диссоциации, мало оказывают на растения побочного вредного влияния и этим приближаются к САСО 3.
В главных фосфорных удобрениях фосфорная кислота содержится преимущественно в виде кальциевых солей, причем в апатите, фосфорите, томасшлаке и костяной муке находится трехкальциевый фосфат, а в суперфосфатах - свободная фосфорная кислота, одно - и двухкальциевые фосфаты. гидролиз кислотный щелочность
Трехкальциевый фосфат - Са 3 (РО 4)2 в воде почти нерастворим, но благодаря тому, что это вещество является солью слабой кислоты и относительно сильного основания, те ничтожные следы, которые оказываются в почвенном растворе, подвергаются гидролизу, вследствие чего равновесие в растворе нарушается, в воду переходит новое количество соли, которое снова гидролизуется и т.д., так что в конце концов в растворе оказывается количественно определимая величина фосфорной кислоты. Гидролиз Са 3 (РО 4)2 будет идти до известного предела, а именно до тех пор, пока между ионами Са 2 и РО 3-, с одной стороны, и продуктами гидролиза Са 2 , ОН-, НРО 42-, Н 2 РО 4- и Н 3РО 4, с другой стороны, не установится равновесие. Таким образом, увеличивая концентрацию одного из продуктов гидролиза Са 3 (РО 4)2, мы тем самым уменьшим количество фосфорной кислоты, переходящей в почвенный раствор из этой соли, и, наоборот, уменьшая концентрацию какого-либо из этих продуктов, мы увеличим это количество. Например, присутствие САСО 3, САО или Са(ОН)2 с Са 3 (РО 4)2 увеличивает концентрацию в почвенном растворе одного из продуктов гидролиза Са 3 (РО 4)2, что влечет за собой уменьшение концентрации фосфорной кислоты в растворе и усвоение фосфорных удобрений растениями. В противоположность этому гидролиз FEPO 4 понижает концентрацию ионов ОН-, что увеличивает количество фосфорной кислоты, переходящей в почвенный раствор.
Таким образом, почвенный гидролиз солей - эффективный регулятор количества растворимых форм полезных элементов в почвенном растворе и процессов обмена ионами между почвой и растениями.
Вывод
Рассмотренные примеры доказывают колоссальную роль гидролиза в процессах жизнедеятельности организма: На нем основываются процессы питания и выделения, поддержания гомеостаза (постоянства среды) и перераспределения энергии. Процесс гидролиза применяют для получения ценных веществ из древесины, жиров, эфиров. Особенно важную роль гидролиз играет в жизнедеятельности организмов. При гидролизе аденозинтрифосфата (АТФ) высвобождается энергия, необходимая для жизнедеятельности организмов.
Без ферментативного гидролиза не могли бы усваиваться белки, жиры, полисахариды, так как всасываться в кишечнике способны относительно небольшие молекулы. Например, усвоение дисахаридов и полисахаридов становится возможным лишь после их полного гидролиза ферментами до моносахаридов.
Список литературы
1. Николаев А.Я. Биологическая химия - М.: ООО "Медицинское информационное агентство", 1998.
2. Глинка Н.Л. Общая химия. Изд.19-е. "Химия", 1977.
3. Степаненко Б.Н. Курс органической химии. 3-е издание. М.: Высшая школа, 1979
4. Большая медицинская энциклопедия. М.:"Советская энциклопедия", 1979.
5. Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов. М.: Высшая школа, 1993 г.
6. Для подготовки данной работы были также использованы материалы с сайта http://www.5ka.ru
Размещено на .ru
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
