Большая советская энциклопедия - гидролиз

Гидролиз (от гидро... и греч. lysis — разложение, распад), реакция ионного обмена между различными веществами и водой. В общем виде Г. можно представить уравнением: где А—В — гидролизующееся вещество, А—Н и В—ОН — продукты Г. Равновесие в процессе Г. солей подчиняется действующих масс закону. Если в результате Г. образуется нерастворимое или легколетучее вещество, Г. идет практически до полного разложения исходной соли. В остальных случаях Г. солей проходит тем полнее, чем слабее соответствующая соли кислота или основание. Если Г. подвергается соль, образованная слабой кислотой и сильным основанием, например KCN, раствор имеет щелочную реакцию; это объясняется тем, что анион слабой кислоты частично связывает образовавшиеся при диссоциации воды ионы Н+ и в растворе остается избыток ионов OH-: Раствор соли сильной кислоты и слабого основания, например NH4Cl, — кислый Если заряд катиона (или аниона) соли больше единицы, то Г. часто приводит к образованию кислых (или основных) солей в качестве продуктов первой ступени процесса, например: CuCl2 ® Cu (OH) Cl ® Cu (OH)2. Количественной характеристикой Г. солей может служить степень гидролиза (a), определяемая отношением концентрации гидролизованной части молекул к общей концентрации данной соли в растворе; в большинстве случаев она невелика. Так, в 0,1 молярных растворах ацетата натрия CH3COONa или хлорида аммония NH4CI при 25 °С a = 0,01%, а для ацетата аммония CH3COONH4 a = 0,5%. С повышением температуры и разбавлением раствора степень Г. увеличивается. Г. солей лежит в основе многих важных процессов в химической промышленности и лабораторной практике. Частичный Г. трехкальциевого силиката является причиной выделения свободной извести при взаимодействии портландцемента с водой (см. Цемент). Благодаря Г. возможно существование буферных систем, способных поддерживать постоянную кислотность среды. Такие растворы имеют и очень важное физиологическое значение — постоянная концентрация ионов Н+ необходима для нормальной жизнедеятельности организма. С Г. солей связан ряд геологических изменений земной коры и образование минералов, формирование природных вод и почв. Гидролиз органических соединений — расщепление органического соединения водой с образованием двух или более веществ. Обычно Г. осуществляется в присутствии кислот (кислотный Г.) или щелочей (щелочной Г.). Гидролитическому расщеплению чаще всего подвергаются связи атома углерода с другими атомами (галогенами, кислородом, азотом и др.). Так, щелочной Г. галогенидов служит методом получения (в том числе и промышленного) спиртов и фенолов, например: В зависимости от строения углеводородного радикала (R) и от условий реакции Г. галогенпроизводных может осуществляться как мономолекулярный (SN1) или бимолекулярный (SN2) процесс. В случае мономолекулярной реакции вначале происходит ионизация связи углерод — галоген, а затем образующийся ион карбония реагирует с водой; щелочь, если она добавлена, не влияет на скорость Г. и служит только для нейтрализации выделяющейся галогеноводородной кислоты и смещения равновесия: В случае бимолекулярной реакции скорость Г. прямо пропорциональна концентрации щелочи: R—Hal+ + HO- ® R—OH + Hal-SN2. Исключительно важен Г. сложных эфиров (реакция, обратная этерификации): Кислотный Г. сложных эфиров является обратимым процессом: Щелочной Г. сложных эфиров необратим, поскольку он приводит к образованию спирта и соли кислоты: Этот процесс широко применяется в промышленности для получения спиртов и кислот, например при омылении жиров с целью получения глицерина и солей высших алифатических кислот (мыла). Аналогично сложным эфирам гидролизуются амиды кислот: Случаи Г. углерод-углеродной связи сравнительно редки. К ним относятся, в частности, кетонное (действием кислот и разбавленных щелочей) и кислотное (действием концентрированной щелочи) расщепление 1,3-дикарбонильных соединений, например ацетоуксусного эфира: Термин «Г.» обычно применяется в органической химии также по отношению к некоторым процессам, которые более правильно было бы называть гидратацией; примером может служить превращение нитрилов кислот в амиды: Г. сложноэфирных, гликозидных (в углеводах) и амидных (в белках) связей играет огромную роль в жизнедеятельности любых организмов, например, в таких процессах, как усвоение пищи, передача нервных импульсов и т. п. Г. в живом организме катализируется ферментами гидролазами. См. также Гидролиз растительных материалов. Лит.: Киреев В. А., Курс физической химии, 2 изд., М., 1956; Реутов О. А., Теоретические проблемы органической химии, 2 изд., М., 1964.