हाइड्रोलिसिस के प्रकार। जलयोजन

दृढ़ संकल्प

हाइड्रोलिसिस   एक रासायनिक प्रतिक्रिया है जो तब होती है जब कोई भी पदार्थ (अकार्बनिक लवण, प्रोटीन, अमीनो एसिड, कार्बोहाइड्रेट और एक कार्बनिक प्रकृति के अन्य पदार्थ) पानी के साथ बातचीत करता है।

यदि हम लवण की हाइड्रोलिसिस पर विचार करते हैं, तो मध्यम और एसिड लवण हाइड्रोलाइज्ड होते हैं, जिसके निर्माण में एक मजबूत एसिड और एक कमजोर आधार (FeSO 4, ZnCl 2), एक कमजोर एसिड और एक मजबूत आधार (NaCO 3, Ca 3), एक कमजोर एसिड और एक कमजोर आधार ( NH 4) 2 CO 3, BeSiO 3)। यदि नमक एक मजबूत एसिड और एक आधार (NaCl, K 2 SO 4) की प्रतिक्रिया करके प्राप्त किया जाता है, तो हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रिया आगे नहीं बढ़ती है।

हाइड्रोलिसिस के प्रकार

कई प्रकार की हाइड्रोलिसिस हैं, जिनमें से सबसे महत्वपूर्ण हैं:

क) आयनों द्वारा हाइड्रोलिसिस

इस प्रकार की हाइड्रोलिसिस केवल अकार्बनिक और कार्बनिक लवणों की विशेषता है, जिसके निर्माण में एक कमजोर एसिड और एक मजबूत आधार ने भाग लिया, उदाहरण के लिए, सोडियम मेटासिलिकेट (ना 2 SiO 3), सोडियम फॉर्मेट (HCOONa), पोटेशियम एसीटेट (CH 3 COOK), सल्फाइट हाइड्रोलाइज कैल्शियम (CaSO 3), आदि।

पोटेशियम एसीटेट (CH 3 COOK) के उदाहरण पर अधिक विस्तार से विचार करें। यह नमक एक मजबूत आधार - पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड (KOH) और एक कमजोर एसिड - एसिटिक एसिड (CH 3 COOH) द्वारा बनता है। हाइड्रोलिसिस समीकरण इस प्रकार होगा:

सीएच 3 कुक एच सीएच 3 सीओओ - + के + (नमक हदबंदी);

CH 3 COO - + K + H 2 O CO CH 3 COOH + K + OH - (पूर्ण आयनिक समीकरण);

सीएच 3 सीओओ - + एच 2 ओ CO सीएच 3 सीओओएच + ओह - (संक्षिप्त आयनिक समीकरण);

CH 3 COOK + H 2 O↔ CH 3 COOH + KOH (आणविक समीकरण)।

समाधान में OH - आयनों की उपस्थिति माध्यम की क्षारीय प्रकृति को इंगित करती है।

बी) कटियन हाइड्रोलिसिस

इस तरह की हाइड्रोलिसिस भी केवल अकार्बनिक लवण की विशेषता है, जिसके गठन में एक मजबूत एसिड और एक कमजोर आधार शामिल है, उदाहरण के लिए, लोहा (III) (FeCl 3) क्लोराइड, तांबा (II) सल्फेट (CuSO 4), और बेरिलियम नाइट्रेट (Be सं 3) 2) आदि।

आइए हम अधिक विस्तार से बेरिलियम नाइट्रेट (Be (3 नहीं) 2) का उदाहरण देखें)। यह नमक एक कमजोर बेस - बेरिलियम हाइड्रॉक्साइड (Be (OH) 2) और एक मजबूत एसिड - नाइट्रिक (HNO 3) द्वारा बनता है। हाइड्रोलिसिस समीकरण इस प्रकार होगा:

Be (NO 3) 2 ↔ Be 2+ + 2NO 3 - (नमक हदबंदी);

2+ + 2NO 3 - + H 2 O + BeOH + + H + 2NO 3 - (पूर्ण आयनिक समीकरण);

2 + + H 2 O OH BeOH + + H + (संक्षिप्त आयनिक समीकरण);

Be (NO 3) 2 + H 2 O OH Be (OH) NO 3 + HNO 3 (आणविक समीकरण)।

सैद्धांतिक रूप से, हाइड्रोलिसिस का दूसरा चरण संभव है:

Be (OH) NO 3 OH BeOH + + NO 3 - (नमक पृथक्करण);

BeOH + + NO 3 - + H 2 O OH Be (OH) 2 + H + NO 3 - (पूर्ण आयनिक समीकरण);

BeOH + + H 2 O (Be (OH) 2 + H + (संक्षिप्त आयनिक समीकरण);

Be (OH) NO 3 + H 2 O OH Be (OH) 2 + HNO 3 (आणविक समीकरण)।

एच + आयनों की उपस्थिति माध्यम की अम्लीय प्रकृति को इंगित करती है।

c) हाइड्रेशन, दोनों केशन और आयनों द्वारा

इस तरह की हाइड्रोलिसिस केवल अकार्बनिक और कार्बनिक लवण की विशेषता है, जिसके गठन में एक कमजोर एसिड और एक कमजोर आधार शामिल था। उदाहरण के लिए, अमोनियम सल्फाइट (NH 4 SO 3), लोहा (II) सल्फाइड (FeS), तांबा (II) नाइट्राइट (Cu (NO 2) 2), आदि को cation और anion द्वारा हाइड्रोलाइज्ड किया जाता है।

आइए हम सल्फर सल्फाइड के उदाहरण पर अधिक विस्तार से विचार करें। यह नमक एक कमजोर बेस - आयरन (II) हाइड्रॉक्साइड (Fe (OH) 2) और एक कमजोर एसिड - हाइड्रोजन सल्फाइड (H 2 S) से बनता है। हाइड्रोलिसिस समीकरण इस प्रकार होगा:

FeS oci Fe 2+ + S 2- (नमक पृथक्करण);

FeS - + H 2 O (Fe (OH) 2 H + H 2 S (आणविक समीकरण)।

पर्यावरण तटस्थ है।

छ) क्षारीय हाइड्रोलिसिस

इस तरह की हाइड्रोलिसिस केवल कार्बनिक यौगिकों की विशेषता है। पदार्थ क्षार द्वारा हाइड्रोलाइज किया जाता है। आइए हम हलोजन डेरिवेटिव के उदाहरण पर अधिक विस्तार से विचार करें:

ई) एसिड हाइड्रोलिसिस

इस प्रकार की हाइड्रोलिसिस केवल कार्बनिक यौगिकों की विशेषता है। पदार्थ मजबूत खनिज एसिड (सबसे अधिक बार हाइड्रोक्लोरिक - एचसीएल और सल्फ्यूरिक - एच 2 एसओ) की उपस्थिति में हाइड्रोलाइज्ड होता है। आइए एस्टर के उदाहरण पर अधिक विस्तार से विचार करें:

ई) एंजाइमी हाइड्रोलिसिस

बायोपॉलिमर, उदाहरण के लिए, प्रोटीन और कार्बोहाइड्रेट, इस प्रकार के हाइड्रोलिसिस के अधीन होते हैं: हाइड्रोलिसिस के चरणों में से एक पर, उच्च आणविक यौगिक यौगिकों के तेजी से दरार के लिए एंजाइम (एंजाइम) प्रतिक्रिया मिश्रण में पेश किए जाते हैं।

समस्याओं को हल करने के उदाहरण

उदाहरण १

मैग्नीशियम सल्फाइड (MgS) नमक एक मजबूत आधार - मैग्नीशियम हाइड्रॉक्साइड और एक कमजोर एसिड - हाइड्रोजन सल्फाइड द्वारा बनता है। यह आयनों द्वारा हाइड्रोलिसिस से गुजरता है। समीकरण संख्या 4।

अमोनियम एसीटेट नमक (CH 3 COONH 4) एक कमजोर आधार - अमोनियम हाइड्रॉक्साइड और एक कमजोर एसिड - एसिटिक एसिड द्वारा बनता है। यह कटियन और आयनों द्वारा हाइड्रोलाइज्ड है। समीकरण संख्या 2।

लिथियम नाइट्राइट नमक (LiNO 2) एक मजबूत आधार - लिथियम हाइड्रोक्साइड और एक कमजोर एसिड - नाइट्रस द्वारा बनता है। यह आयनों द्वारा हाइड्रोलिसिस से गुजरता है। समीकरण संख्या १।

रसायन विज्ञान, सबसे सटीक विज्ञानों की तरह, बहुत अधिक ध्यान और ठोस ज्ञान की आवश्यकता होती है, कभी भी छात्रों का पसंदीदा अनुशासन नहीं रहा। लेकिन व्यर्थ में, क्योंकि इसकी मदद से आप किसी व्यक्ति के आसपास और अंदर होने वाली कई प्रक्रियाओं को समझ सकते हैं। उदाहरण के लिए, हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रिया लें: पहली नज़र में ऐसा लगता है कि यह केवल रासायनिक वैज्ञानिकों के लिए मायने रखता है, लेकिन वास्तव में, इसके बिना, कोई भी जीव पूरी तरह से कार्य नहीं कर सकता है। आइए इस प्रक्रिया की विशेषताओं के साथ-साथ मानवता के लिए इसके व्यावहारिक महत्व के बारे में जानें।

हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रिया: यह क्या है?

यह वाक्यांश पानी के बीच विनिमय के विघटन की एक विशिष्ट प्रतिक्रिया है और नए यौगिकों के निर्माण के साथ इसमें भंग पदार्थ है। हाइड्रोलिसिस को पानी में सॉल्वोलिस भी कहा जा सकता है।

यह रासायनिक शब्द 2 ग्रीक शब्दों से लिया गया है: "पानी" और "अपघटन।"

हाइड्रोलिसिस उत्पादों

प्रश्न में प्रतिक्रिया एच 2 ओ की बातचीत के दौरान कार्बनिक और अकार्बनिक दोनों पदार्थों के साथ हो सकती है। इसका परिणाम सीधे इस बात पर निर्भर करता है कि पानी के संपर्क में क्या था, साथ ही क्या अतिरिक्त उत्प्रेरक पदार्थों का उपयोग किया गया था, और क्या तापमान और दबाव बदल गया था।

उदाहरण के लिए, नमक हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रिया एसिड और क्षार के गठन को बढ़ावा देती है। और जब यह कार्बनिक पदार्थों की बात आती है, तो अन्य उत्पाद प्राप्त किए जाते हैं। वसा का जलीय घोल ग्लिसरॉल और उच्च फैटी एसिड की घटना में योगदान देता है। यदि प्रक्रिया प्रोटीन के साथ होती है, तो परिणामस्वरूप विभिन्न अमीनो एसिड बनते हैं। कार्बोहाइड्रेट (पॉलीसेकेराइड) मोनोसेकेराइड में विघटित हो जाते हैं।

एक मानव शरीर में जो प्रोटीन और कार्बोहाइड्रेट को पूरी तरह से अवशोषित करने में असमर्थ है, हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रिया उन्हें उन पदार्थों को "सरल" करती है जो शरीर पचाने में सक्षम हैं। तो, पानी में सॉल्वोलिसिस प्रत्येक जैविक व्यक्ति के सामान्य कामकाज में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

लवण की हाइड्रोलिसिस

हाइड्रोलिसिस सीखा है, यह अकार्बनिक मूल के पदार्थों में अपने पाठ्यक्रम के साथ खुद को परिचित करने लायक है, अर्थात् लवण।

इस प्रक्रिया की ख़ासियत यह है कि पानी के साथ इन यौगिकों की बातचीत के दौरान, नमक की संरचना में कमजोर इलेक्ट्रोलाइट आयन इसमें से अलग हो जाते हैं और Н 2 О के साथ नए पदार्थ बनाते हैं। यह या तो एसिड हो सकता है, या तो एक या दूसरे को। इस सब के परिणामस्वरूप, पानी के पृथक्करण के संतुलन में बदलाव होता है।

प्रतिवर्ती और अपरिवर्तनीय हाइड्रोलिसिस

उपरोक्त उदाहरण में, उत्तरार्द्ध में एक के बजाय दो तीर दिखाई दे सकते हैं, दोनों को अलग-अलग दिशाओं में निर्देशित किया जाता है। इसका क्या मतलब है? यह संकेत बताता है कि हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रिया प्रतिवर्ती है। व्यवहार में, इसका मतलब है कि, पानी के साथ बातचीत करते समय, लिया गया पदार्थ न केवल घटकों में विघटित होता है (जो नए यौगिकों को प्रकट करने की अनुमति देता है), लेकिन फिर से भी बनता है।

हालांकि, हर हाइड्रोलिसिस प्रतिवर्ती नहीं है, अन्यथा इसका कोई मतलब नहीं होगा, क्योंकि नए पदार्थ अस्थिर होंगे।

ऐसे कई कारक हैं जो इस तरह की प्रतिक्रिया को अपरिवर्तनीय बनाने में मदद कर सकते हैं:

• तापमान। जिससे यह उगता है या गिरता है, इस बात पर निर्भर करता है कि चल रही प्रतिक्रिया में संतुलन किस ओर बदल जाता है। यदि यह अधिक हो जाता है, तो एंडोथर्मिक प्रतिक्रिया के लिए एक बदलाव होता है। यदि, इसके विपरीत, तापमान कम हो जाता है, तो लाभ एक्सोथर्मिक प्रतिक्रिया के पक्ष में है।
• दबाव। यह एक अन्य थर्मोडायनामिक मात्रा है जो आयन हाइड्रोलिसिस को सक्रिय रूप से प्रभावित करती है। यदि यह बढ़ जाता है, तो रासायनिक संतुलन प्रतिक्रिया की ओर स्थानांतरित हो जाता है, जो गैसों की कुल मात्रा में कमी के साथ होता है। यदि यह नीचे जाता है, तो इसके विपरीत।
• प्रतिक्रिया में शामिल पदार्थों की उच्च या निम्न एकाग्रता, साथ ही अतिरिक्त उत्प्रेरक की उपस्थिति।

खारा समाधान में हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रियाओं के प्रकार

• आयनों द्वारा (आयन एक नकारात्मक चार्ज के साथ)। कमजोर और मजबूत आधारों के एसिड के लवण के पानी में सोल्वोलिसिस। अंतःक्रियात्मक पदार्थों के गुणों के कारण ऐसी प्रतिक्रिया प्रतिवर्ती है।

हाइड्रोलिसिस की डिग्री

लवण में हाइड्रोलिसिस की सुविधाओं का अध्ययन, यह इस तरह की घटना पर ध्यान देने के लायक है इसकी डिग्री। यह शब्द लवण के अनुपात (जो पहले से ही एच 2 ओ के साथ अपघटन प्रतिक्रिया में प्रवेश कर चुका है) के घोल में इस पदार्थ की कुल मात्रा है।

हाइड्रोलाइसिस में शामिल एसिड या आधार जितना कमजोर होगा, इसकी डिग्री उतनी ही अधिक होगी। यह 0-100% की सीमा में मापा जाता है और नीचे सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है।

एन पदार्थ के अणुओं की संख्या है जो हाइड्रोलिसिस से गुजरती हैं, और एन 0 समाधान में उनकी कुल संख्या है।

ज्यादातर मामलों में, लवण में जलीय सॉल्वोलिस की डिग्री छोटी होती है। उदाहरण के लिए, सोडियम एसीटेट के 1% के घोल में यह केवल 0.01% (20 डिग्री के तापमान पर) है।

कार्बनिक मूल के पदार्थों में हाइड्रोलिसिस

अध्ययन की प्रक्रिया कार्बनिक रासायनिक यौगिकों में हो सकती है।

लगभग सभी जीवित जीवों में, हाइड्रोलिसिस ऊर्जा चयापचय (अपचय) के हिस्से के रूप में होता है। इसकी मदद से, प्रोटीन, वसा और कार्बोहाइड्रेट आसानी से पचने योग्य पदार्थों में टूट जाते हैं। इसके अलावा, अक्सर पानी ही शायद ही कभी सॉल्वोलिस की प्रक्रिया शुरू करने में सक्षम होता है, इसलिए जीवों को उत्प्रेरक के रूप में विभिन्न एंजाइमों का उपयोग करना पड़ता है।

यदि हम एक प्रयोगशाला या उत्पादन वातावरण में नए पदार्थों को प्राप्त करने के उद्देश्य से कार्बनिक पदार्थों के साथ एक रासायनिक प्रतिक्रिया के बारे में बात कर रहे हैं, तो इसे तेज करने और सुधारने के लिए, मजबूत एसिड या क्षार को समाधान में जोड़ा जाता है।

ट्राइग्लिसराइड्स में त्रिविम

यह हार्ड-टू-उच्चारण शब्द फैटी एसिड को संदर्भित करता है, जिसे हम में से अधिकांश वसा के रूप में जानते हैं।

वे पशु और पौधे दोनों मूल में आते हैं। हालांकि, हर कोई जानता है कि पानी ऐसे पदार्थों को भंग करने में सक्षम नहीं है, वसा के हाइड्रोलिसिस कैसे होता है?

प्रश्न में प्रतिक्रिया वसा के saponification कहा जाता है। यह एक क्षारीय या अम्लीय वातावरण में एंजाइमों के प्रभाव में triacylglycerols का एक जलीय घोल है। इसके आधार पर, क्षारीय हाइड्रोलिसिस और एसिड जारी किए जाते हैं।

पहले मामले में, प्रतिक्रिया में उच्च वसायुक्त एसिड के लवण का निर्माण होता है (जिसे साबुन के रूप में सभी के लिए जाना जाता है)। इस प्रकार, साधारण ठोस साबुन NaOH से प्राप्त किया जाता है, और तरल साबुन KOH से प्राप्त किया जाता है। ट्राइग्लिसराइड्स में क्षारीय हाइड्रोलिसिस डिटर्जेंट गठन की एक प्रक्रिया है। यह ध्यान देने योग्य है कि इसे स्वतंत्र रूप से पौधे और पशु मूल दोनों के वसा में किया जा सकता है।

विचाराधीन प्रतिक्रिया यह कारण है कि साबुन कठोर पानी में अच्छी तरह से नहीं धोता है और आमतौर पर खारे पानी में नहीं जाता है। तथ्य यह है कि हार्ड को एच 2 ओ कहा जाता है, जिसमें कैल्शियम और मैग्नीशियम आयनों की अधिकता होती है। और साबुन, एक बार पानी में, फिर से हाइड्रोलाइज किया जाता है, सोडियम आयनों और एक हाइड्रोकार्बन अवशेषों में विघटित होता है। पानी में इन पदार्थों की बातचीत के परिणामस्वरूप, अघुलनशील लवण बनते हैं, जो सफेद गुच्छे की तरह दिखते हैं। ऐसा होने से रोकने के लिए, सोडियम बाइकार्बोनेट NaHCO 3, जिसे बेकिंग सोडा के रूप में जाना जाता है, को पानी में मिलाया जाता है। यह पदार्थ घोल की क्षारीयता को बढ़ाता है और इस तरह साबुन को अपने कार्य करने में मदद करता है। वैसे, इस तरह की परेशानियों से बचने के लिए, आधुनिक उद्योग में सिंथेटिक डिटर्जेंट अन्य पदार्थों से बने होते हैं, उदाहरण के लिए, उच्च अल्कोहल और सल्फ्यूरिक एसिड के एस्टर के लवण से। उनके अणुओं में बारह से चौदह कार्बन परमाणु होते हैं, जिससे वे नमक या कठोर पानी में अपने गुणों को नहीं खोते हैं।

यदि जिस वातावरण में प्रतिक्रिया होती है वह अम्लीय है, ऐसी प्रक्रिया को ट्राईसिलिग्लिसरॉल्स का एसिड हाइड्रोलिसिस कहा जाता है। इस मामले में, एक निश्चित एसिड की कार्रवाई के तहत, पदार्थ ग्लिसरॉल और कार्बोक्जिलिक एसिड में विकसित होते हैं।

फैट हाइड्रोलिसिस का एक और विकल्प है - यह ट्राईसिलिग्लिसरॉल्स का हाइड्रोजनीकरण है। इस प्रक्रिया का उपयोग कुछ प्रकार के शुद्धिकरण में किया जाता है, उदाहरण के लिए, विभिन्न प्रणालियों से एथिलीन या ऑक्सीजन अशुद्धियों से एसिटिलीन के निशान को हटाते समय।

कार्बोहाइड्रेट के हाइड्रोलिसिस

विचाराधीन पदार्थ मानव और पशु भोजन के सबसे महत्वपूर्ण घटकों में से एक हैं। हालांकि, सुक्रोज, लैक्टोज, माल्टोज, स्टार्च और ग्लाइकोजन अपने शुद्ध रूप में, शरीर को अवशोषित करने में सक्षम नहीं है। इसलिए, वसा के मामले में, इन कार्बोहाइड्रेट को हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रिया द्वारा पचने योग्य तत्वों में तोड़ दिया जाता है।

इसके अलावा, कार्बन के जलीय घोल को सक्रिय रूप से उद्योग में उपयोग किया जाता है। स्टार्च से, एच \u200b\u200b2 ओ के साथ प्रतिक्रिया के कारण, ग्लूकोज और गुड़ निकाला जाता है, जो लगभग सभी मिठाइयों का हिस्सा हैं।

एक और पॉलीसैकराइड जो कई उपयोगी पदार्थों और उत्पादों के निर्माण के लिए उद्योग में सक्रिय रूप से उपयोग किया जाता है। तकनीकी ग्लिसरीन, एथिलीन ग्लाइकॉल, सोर्बिटोल और एथिल अल्कोहल, जो सभी के लिए जाना जाता है, इसे से निकाला जाता है।

सेलूलोज़ हाइड्रोलिसिस उच्च तापमान के लंबे समय तक संपर्क और खनिज एसिड की उपस्थिति के साथ होता है। इस प्रतिक्रिया का अंतिम उत्पाद है, जैसा कि स्टार्च, ग्लूकोज के साथ होता है। यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि सेलूलोज़ की हाइड्रोलिसिस स्टार्च की तुलना में अधिक कठिन है, क्योंकि यह पॉलीसेकेराइड खनिज एसिड के लिए अधिक प्रतिरोधी है। हालांकि, चूंकि सेलूलोज़ सभी उच्च पौधों की सेल दीवारों का मुख्य घटक है, इसलिए इसमें मौजूद कच्चे माल स्टार्च की तुलना में सस्ते हैं। इसी समय, तकनीकी आवश्यकताओं के लिए सेल्यूलोज ग्लूकोज का उपयोग अधिक किया जाता है, जबकि स्टार्च हाइड्रोलिसिस उत्पाद को भोजन के लिए बेहतर माना जाता है।

प्रोटीन हाइड्रोलिसिस

प्रोटीन सभी जीवित जीवों की कोशिकाओं के लिए मुख्य निर्माण सामग्री है। वे कई अमीनो एसिड से मिलकर होते हैं और शरीर के सामान्य कामकाज के लिए एक बहुत महत्वपूर्ण उत्पाद हैं। हालांकि, उच्च आणविक भार यौगिक होने के नाते, वे खराब अवशोषित हो सकते हैं। इस कार्य को सरल बनाने के लिए, उनकी हाइड्रोलिसिस होती है।

अन्य कार्बनिक पदार्थों के मामले में, यह प्रतिक्रिया प्रोटीन को कम आणविक भार वाले उत्पादों के लिए नष्ट कर देती है जो शरीर द्वारा आसानी से अवशोषित होते हैं।

हाइड्रेशन। हाइड्रेट। हाइड्रोलिसिस।जलयोजन (ग्रीक "हुडोर" - पानी) - आयनों, परमाणुओं या अणुओं को पानी के अतिरिक्त। इस प्रक्रिया के उत्पादों को हाइड्रेट्स कहा जाता है। हाइड्रोलिसिस (ग्रीक। "Lysis" - अपघटन, विघटन) पानी द्वारा किसी पदार्थ के अपघटन की एक रासायनिक प्रतिक्रिया है।

कई वर्षों के लिए, रसायनज्ञ पानी में पदार्थों के विघटन को विशुद्ध रूप से शारीरिक प्रक्रिया मानते थे। और अब स्कूल की पाठ्यपुस्तकों में ये शामिल हैं, उदाहरण के लिए, पानी में चीनी का विघटन। दरअसल, जब कम दबाव में चीनी के घोल से पानी का वाष्पीकरण होता है, तो शुरुआती सामग्री को अपरिवर्तित करना आसान होता है।

उसी समय, सबूत जमा हो रहे थे कि विघटन प्रक्रिया को घटकों के विशुद्ध रूप से यांत्रिक मिश्रण नहीं माना जा सकता है, जैसे कि, उदाहरण के लिए, हेक्सेन और हेप्टेन। इस प्रकार, सोडियम क्लोराइड और कई अन्य यौगिकों के समाधान में विद्युत चालकता होती है, और विघटन प्रक्रिया अक्सर महत्वपूर्ण थर्मल प्रभाव के साथ होती है ( सेमी।   त्रिभुज प्रदर्शन)। इसके अलावा, कुछ यौगिक भी भंग होने पर घुल जाते हैं। उदाहरण के लिए, कॉपर सल्फेट रंगहीन है, और इसका पतला घोल नीला है, कोबाल्ट (II) क्लोराइड नीला है, और इसका जलीय घोल गुलाबी है। इन सभी तथ्यों से पता चलता है कि पानी में विघटन जलयोजन के कारण होने वाली एक भौतिक रासायनिक प्रक्रिया है, जो कि पानी के साथ एक पदार्थ का संपर्क है।

जलयोजन के दौरान, कुछ मामलों में, जल के आयनों, परमाणुओं या अणुओं के लिए पानी का एक प्रतिवर्ती जोड़ हाइड्रेट्स के गठन के साथ होता है। तो, जब क्रिस्टलीय आयनिक यौगिक (लवण, क्षार, और कुछ अम्ल भी, उदाहरण के लिए, साइट्रिक और ऑक्सालिक), आणविक यौगिक (हाइड्रोजन क्लोराइड, सल्फ्यूरिक एसिड, शराब, ग्लूकोज, आदि) पानी में घुल जाते हैं, जिनमें से आयन और आयन हाइड्रेट होते हैं, जिनमें से वे शामिल होते हैं। घुलनशील पदार्थ, या विघटन प्रक्रिया के दौरान गठित आयनों का जलयोजन। इस मामले में, पानी के अणुओं को एक पूरे के रूप में संग्रहीत किया जाता है।

आयन जलयोजन की प्रक्रिया में, कई पानी के अणु भाग लेते हैं, जो इलेक्ट्रोस्टैटिक बलों के कारण, सभी पक्षों पर आयनों को एक हाइड्रेटेड "कोट" के साथ घेरते हैं, जबकि केवल कुछ पानी के अणु पहली परत बनाते हैं जो केंद्रीय आयन से सबसे अधिक कसकर बंधे होते हैं। समग्र रूप से, आयन जलयोजन के दौरान महत्वपूर्ण ऊर्जा जारी की जाती है, इसलिए 1076 kJ / mol H + cations के जलयोजन के दौरान जारी किया जाता है - यह परमाणुओं में H 2 अणुओं के पृथक्करण की ऊर्जा से 2.5 गुना अधिक है। हाइड्रेशन ऊर्जा अधिक होती है, आयन का आकार जितना छोटा होता है और इसका चार्ज भी उतना ही अधिक होता है। उदाहरण के लिए, बड़े आकार के Cs + आयन की जलयोजन ऊर्जा H + आयन से 4 गुना कम है। आयन हाइड्रेशन की ऊर्जा प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित करना मुश्किल है, लेकिन इलेक्ट्रोस्टैटिक मॉडल के आधार पर गणना की जा सकती है। कुछ आयनों की जलयोजन ऊर्जा को तालिका में दिखाया गया है।

विलेय और आयन जलयोजन ऊर्जा के क्रिस्टल जाली (या बंधन को तोड़ने वाली ऊर्जा) की ऊर्जा का बीजीय योग कुल थर्मल विघटन प्रभाव निर्धारित करता है। आयनिक यौगिकों के मामले में, प्रक्रिया काफी हद तक निर्बाध हो सकती है (पानी में सल्फ्यूरिक एसिड, सोडियम और पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड का विघटन भी उबालने के समाधान का कारण बन सकता है), काफी हद तक एंडोथर्मिक (एक गिलास पानी जिसमें अमोनियम नाइट्रेट जल्दी से भंग हो जाता है, एक गीले स्टैंड में जमा हो जाता है) या थर्मो-न्यूट्रल (विघटन) सोडियम ब्रोमाइड व्यावहारिक रूप से तापमान में बदलाव के साथ नहीं है)।

कई निर्जल लवणों का हाइड्रेट पानी की मात्रा के साथ होता है (उदाहरण के लिए, गैस चरण से) एक निश्चित संरचना के ठोस हाइड्रेट्स के निर्माण की ओर जाता है, जिसे क्रिस्टलीय हाइड्रेट्स कहा जाता है। यह प्रक्रिया हमेशा गर्मी की रिहाई के साथ होती है। उपलब्ध जल और तापमान की मात्रा के आधार पर हाइड्रेशन स्टेप वाइज हो सकता है। इसी समय, आयनों का रंग भी बदल सकता है। उदाहरण के लिए, रंगहीन तांबा (II) सल्फेट के जलयोजन के दौरान, विभिन्न रंगीन क्रिस्टलीय हाइड्रेट्स क्रमिक रूप से बनते हैं, जिसमें से शुद्ध CuSO 4 · H 2 O मोनोहाइड्रेट, CuSO 4 · 3H 2 O ट्राइहाइड्रेट और पेंटाहाइड्रेट (कॉपर सल्फेट) CuSO 4 · 5H 2 O पृथक हैं। पतला समाधान में नीले-हरे हाइड्रेट्स होते हैं - एक्वा आयनों Cu (OH) 6 2+। गुलाबी एक्वा-आयन सह (एच 2 ओ) 4 2+ द्वारा पानी के नुकसान से नीले रंग की उपस्थिति होती है।

उनके जलीय घोलों से कई लवणों के क्रिस्टलीकरण के दौरान, पानी के अणु विभिन्न रचनाओं के क्रिस्टलीय हाइड्रेट्स के निर्माण के साथ क्रिस्टल जाली का हिस्सा बनते हैं, उदाहरण के लिए, LiCl · H 2 O, CuCl 2 · 2H 2 O, Ba (ClO 4) 2 · 3H 2 O, CdBr 2 · 4H 2 O, Na 2 S 2 O 3 · 5H 2 O, AlCl 3 · 6H 2 O, FeSO 4 · 7H 2 O, MgI 2 · 8H 2 O, Fe (NO 3) 3 · 9H 2 O, Na 2 SO ४ · १० एच २ ओ, ना २ एचपीओ ४ · १२ एच २ ओ, अल २ (एसओ ४) ३ · १ O एच २ ओ, इत्यादि गर्म होने पर, साथ ही जब हवा में संग्रहित किया जाता है (विशेषकर कम आर्द्रता पर), तो कई क्रिस्टलीय हाइड्रेट्स फट जाते हैं, आंशिक रूप से हार जाते हैं। या पूरी तरह से पानी के अणु।

आणविक यौगिकों का जलयोजन आमतौर पर हाइड्रोजन बांडों के कारण होता है और, एक नियम के रूप में, एक महत्वपूर्ण थर्मल प्रभाव के साथ नहीं होता है। एक उदाहरण चीनी विघटन है। पानी के अणु आसानी से हाइड्रॉक्सिल समूहों के साथ हाइड्रोजन बांड बनाते हैं, इसलिए बड़े अणुओं वाले पदार्थ भी पानी में अच्छी तरह से घुल जाते हैं यदि उनमें कई हाइड्रॉक्सिल समूह (सुक्रोज, पॉलीविनाइल अल्कोहल) होते हैं। छोटे ध्रुवीय अणुओं के साथ यौगिक भी पानी के ध्रुवीय अणुओं द्वारा आसानी से हाइड्रेटेड होते हैं, इसलिए ऐसे यौगिक आमतौर पर पानी में अच्छी तरह से घुल जाते हैं। एक उदाहरण एसीटोनिट्राइल सीएच 3 सीएन है, जो किसी भी तरह से पानी के साथ मिलाता है।

कुछ यौगिकों के साथ असामान्य हाइड्रेट्स ठोस पानी बनाते हैं। इन हाइड्रेट्स में, परमाणु, कई पदार्थों के अणुओं को बर्फ के क्रिस्टल के जाली में शामिल किया जाता है। ये voids ओ 2, एन 2, एच 2 एस, सीएच 4, छोटे गैसों के परमाणुओं जैसे छोटे अणुओं से भरे जा सकते हैं। ऐसे यौगिकों को "रासायनिक बंधन के बिना" गैस हाइड्रेट्स कहा जाता है। उनका अन्य नाम क्लैट्रेट (समावेशन यौगिक) है। रासायनिक बंधों की अनुपस्थिति पानी के अणुओं और निगमित पदार्थ के सबसे असामान्य अनुपात की ओर ले जाती है। उदाहरण के लिए, कम तापमान पर, आर्गन, क्रिप्टन, क्सीनन, या राडोण के आठ परमाणुओं वाले यौगिकों में 46 एच 2 ओ अणु स्थिर होते हैं। लेकिन हीलियम और नियोन के छोटे परमाणुओं में इस तरह के क्लाथ्रेट्स नहीं बनते हैं, क्योंकि वे उन विकारों से "खिसक जाते हैं" जो उनके लिए बहुत बड़े हैं। रचना का Clathrate Cl 2 · 8H 2 O को 1811 में डेवी द्वारा क्लोरीन के जलीय घोल से 0 ° C पर संतृप्त किया गया था।

पानी और मीथेन, साथ ही अन्य गैसों द्वारा गठित क्लैथ्रेट्स को अक्सर गैस हाइड्रेट्स कहा जाता है। बाह्य रूप से, वे बर्फ या ढीले वर्षों की तरह दिखते हैं, लेकिन दबाव में प्लस तापमान पर मौजूद हो सकता है। इसलिए, गैस हाइड्रेट पाइपलाइन को रोक सकते हैं और दुर्घटना हो सकती है। मीथेन हाइड्रेट प्रकृति में व्यापक रूप से फैले हुए हैं, खासकर महासागरों के शेल्फ पर; गैस हाइड्रेट के रूप में प्राकृतिक गैस का भंडार मुक्त अवस्था में इसके भंडार से काफी अधिक है।

पानी के साथ रासायनिक बातचीत के रूप में जलयोजन पानी के अणुओं के विनाश के साथ हो सकता है, इस मामले में एक अपरिवर्तनीय रासायनिक प्रतिक्रिया होती है, जिसे आमतौर पर हाइड्रोलिसिस कहा जाता है - पानी से अपघटन। हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रियाएं अकार्बनिक और कार्बनिक रसायन दोनों में जानी जाती हैं। अकार्बनिक यौगिकों के हाइड्रोलिसिस के उदाहरण निम्नलिखित प्रक्रियाएं हैं:

SO 3 + H 2 O® H 2 SO 4, CaO + H 2 O® Ca (OH) 2, SOCl 2 + H 2 O ® SO 2 + 2HCl, CaC 2 + 2H 2 O® Ca (OH) 2 + C 2 एच 2, पीसीएल 3 + 3 एच 2 ओ ® एच 3 पीओ 4 + एचसीएल, बीएफ 3 + 3 एच 2 ओ ® एच 3 बीओ 3 + 3 एचएफ।

एक मजबूत आधार (क्षार) और एक कमजोर एसिड या एक कमजोर आधार और एक मजबूत एसिड के साथ गठित लवण की हाइड्रोलिसिस मध्यम की अम्लता में परिवर्तन के साथ होती है: Na 2 S + H 2 O® NaHS + NaOH, Alma 3 + H 2 O® Al (OH) Cl 2 + HCl । लवण के मामले में जैसे कि अल 2 एस 3 (वे केवल शुष्क साधनों द्वारा प्राप्त किया जा सकता है), हाइड्रोलिसिस धातु हाइड्रॉक्साइड और एक कमजोर एसिड की रिहाई के साथ समाप्त होता है।

कार्बनिक रसायन विज्ञान में, हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रियाएं एक कार्बनिक अणु (एस्टर, प्रोटीन के हाइड्रोलिसिस) के विनाश के साथ होती हैं: CH 3 COOC 2 H 5 + H 2 O पानी, आमतौर पर हाइड्रॉक्सिल (एल्काइल हैलाइड्स के हाइड्रोलिसिस): सी 2 एच 5 ब्र + एच 2 ओ ® सी 2 एच 5 ओएच + एचबीआर। दोनों मामलों में, हाइड्रोलिसिस को क्षार की उपस्थिति से सुविधा होती है, जो मुक्त एसिड को बांधता है। प्रोटीन और अन्य जैविक रूप से सक्रिय अणुओं के मामले में, हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रिया को विशेष एंजाइमों - हाइड्रॉलिस द्वारा सही दिशा में निर्देशित किया जाता है। उदाहरण के लिए, एमाइलेज एंजाइम स्टार्च के हाइड्रोलिसिस को बढ़ावा देता है; ट्रिप्सिन एंजाइम विशेष रूप से एमिनो एसिड आर्जिनिन और लाइसिन द्वारा गठित प्रोटीन में पेप्टाइड बॉन्ड को हाइड्रोलाइज करता है।

कार्बनिक रसायन विज्ञान में जलयोजन प्रतिक्रियाओं के उदाहरणों में अल्कोहल बनाने के लिए अल्केन्स के उत्प्रेरक हाइड्रेशन शामिल हैं:

С 2 Н 4 + Н 2 О®® С 2 Н 5 ОН और उत्प्रेरक हाइड्रेशन अल्केहाइड या केटोन्स के गठन के साथ: С 2 Н 2 + Н 2 О® CH CH CHO, СН 3-єє СН + Н 2 О® СН 3 - सीओ - सीएच 3।

औद्योगिक कार्बनिक संश्लेषण में हाइड्रेशन प्रतिक्रियाओं का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए इथेनॉल एथिलीन से उत्प्रेरक हाइड्रेशन, प्रोपलीन से प्रोपल अल्कोहल, एसिटिलीन से एसिटिक एल्डिहाइड और मिथाइलैसेटिलीन से एसीटोन द्वारा प्राप्त किया जाता है। हाइड्रेट्स के गठन के साथ जलयोजन प्रतिक्रिया जिप्सम उत्पादों के निर्माण में महत्वपूर्ण है, सीमेंट की "सेटिंग" में। गैस हाइड्रेट्स के गठन का उपयोग मल्टीकम्पोनेंट गैस मिश्रण को अलग करने के लिए किया जाता है। पृथ्वी के आंतों में मीथेन हाइड्रेट भंडार की उपस्थिति भविष्य के प्राकृतिक गैस उत्पादन के लिए आशाजनक है। हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रियाओं का व्यापक रूप से प्रयोगशाला अभ्यास और उद्योग में उपयोग किया जाता है। सेल्युलोज की हाइड्रोलिसिस एथिल अल्कोहल की हाइड्रोलिसिस, सुक्रोज की हाइड्रोलिसिस - ग्लूकोज और फ्रुक्टोज, वसा के हाइड्रोलिसिस - ग्लिसरीन और कार्बोक्जिलिक एसिड के लवण - साबुन का उत्पादन करती है। कार्बनिक यौगिकों के एंजाइमेटिक हाइड्रोलिसिस का व्यापक रूप से भोजन, कपड़ा और दवा उद्योगों में उपयोग किया जाता है।

इल्या लेन्सन