Tổng hợp các chất thủy phân trong môi trường axit, môi trường kiềm

1. Thủy phân trong môi trường axit là gì?

Thủy phân là một quá trình hóa học trong đó một phân tử của một chất được chia thành nhiều chất mới thông qua quá trình phân tách. Quá trình này xảy ra khi một hợp chất phân tử kết hợp và tương tác với nước hoặc các dung môi khác. Điều này dẫn đến phản ứng phân cắt và các chất mới được tạo ra với các đặc tính và cấu trúc khác nhau. Đây là quá trình phá vỡ liên kết của các chất với sự tham gia của nước. Phương trình thủy phân tổng quát như sau:

H2O + AB = AH + B-OH

Tuy nhiên, không chỉ các phân tử là chất nền phá vỡ liên kết. Bản thân nước (H2O) cũng phân hủy và tách các ion. Chúng phân ly thành H+ và OH-. Môi trường axit là môi trường có H+ lớn hơn OH- và có pH

Thủy phân trong môi trường axit và kiềm là phương pháp được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp

2. Những chất có thể thủy phân được trong môi trường axit

Các chất điển hình có thể thủy phân được trong môi trường axit bao gồm: tinh bột, sucrose, cellulose, metyl axetat, sucrose,… Cùng Đông Á tìm hiểu thêm về các chất đó dưới đây:

2.1 Tinh bột

Tinh bột là hợp chất phổ biến có nhiều trong khoai tây, sắn và ngũ cốc. Chúng là chất rắn vô định hình màu trắng, không tan trong nước ở nhiệt độ phòng. Khi pha với nước nóng từ 65oC trở lên sẽ chuyển thành chất lỏng dạng keo gọi là hồ tinh bột.

Từ góc độ hóa học, chúng là hỗn hợp của hai loại polysacarit: amylopectin và amyloza. Tinh bột là chất bị thủy phân bởi các axit vô cơ. Đây là phương trình phản ứng của họ. Sau phản ứng, dung dịch thu được có khả năng bạc:

(C6H10O5)n + nH2O → nC6H12O6

Nhờ xúc tác enzyme, tinh bột có thể bị thủy phân thành dextrin → maltose → glucose

Tinh bột là hợp chất phổ biến có nhiều trong khoai tây, sắn và các loại ngũ cốc

2.2 Xenlulo

Cellulose còn có tên gọi khác là mùn cưa, dăm gỗ. Chúng là chất rắn dạng sợi, không vị và không tan trong nước khi đun nóng. Chúng cũng không hòa tan trong dung môi hữu cơ thông thường. Chất này là thành phần chính trong gỗ, nứa, tre,… Phương trình thủy phân xenluloza được biểu diễn như sau:

(C6H10O5)n + nH2O → nC6H12O6

Chất thu được sau khi thủy phân cellulose là glucose, sau đó được dùng làm nguyên liệu sản xuất ethanol.

Cellulose hay còn gọi là mùn cưa hay dăm bào là thành phần chính trong gỗ, nứa, tre,…

2.3 Sucrose

Sucrose là một chất xuất hiện rộng rãi trong tự nhiên. Chúng có mặt trong mía, hoa cọ, củ cải đường… Chúng tồn tại dưới dạng hợp chất tinh thể không màu, có vị ngọt và dễ tan trong nước.

Phản ứng thủy phân sucrose được biểu diễn dưới dạng phản ứng trao đổi trong nước. Ở đó chúng phân tách thành hai dạng glucose và fructose, những loại đường đơn giản nhờ tác dụng của nước. Có thể thêm enzyme invertase để phản ứng diễn ra tốt hơn:

H2O + C12H22O11 → C6H12O6 + C6H12O6

Phản ứng thủy phân sucrose là tiền đề cho các quá trình chuyển hóa đường thành nhiều loại thực phẩm có vị ngọt như kẹo, nước ngọt, mứt. Chúng cũng xảy ra trong tự nhiên khi quả chín.

Saccarozo có nhiều trong mía, hoa cọ, củ cải đường

2.4 Metyl axetat

Metyl axetat là một hợp chất hữu cơ có công thức CH3COOCH3. Chúng được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực hóa chất và công nghiệp. Hợp chất metyl axetat không màu, có mùi thơm dễ chịu và dễ bay hơi.

Phản ứng thủy phân axit metyl axetat thường được gọi là phản ứng este hóa. Trong phản ứng este hóa, chất này phản ứng với axit, từ đó tạo ra este và nước mới. Chúng được mô tả như sau:

CH3COOCH3 + HOH ⇆ CH3COOH + CH3OH

Xem thêm >>>

Tổng hợp 3 loại hạt hút ẩm được sử dụng phổ biến hiện nay

Top 5 Ứng Dụng Của Hạt Hút Ẩm Trong Cuộc Sống

3 Thủy phân các chất trong môi trường kiềm

Ngoài môi trường axit, môi trường kiềm còn có thể khiến các chất bị thủy phân. Dưới đây là một số chất phản ứng thủy phân trong môi trường kiềm

3.1 Etyl axetat

Ethyl Acetate hay còn gọi là etyl axetat có công thức hóa học CH3COOC2H5 và công thức phân tử C4H8O2. Đây là chất lỏng không màu có mùi thơm trái cây ngọt ngào dễ chịu. Chúng được sử dụng làm chất tẩy sơn móng tay và gel sơn móng tay. Ngoài ra chúng còn được dùng làm dung môi cho nhiều hoạt động công nghiệp

CH3COOC2H5 thủy phân trong môi trường kiềm mạnh ở nhiệt độ cao. Từ đó có hai chất: etanol và axit axetic

NaOH + CH3COOC2H5 → CH3COONA + C2H5OH

Ethyl Acetate được dùng làm chất tẩy sơn móng tay và gel sơn móng tay

3.2 Tripanmitin

Tripanmitin là một hợp chất khá đặc biệt, có tên kết hợp ba nguyên tố lớn hydro (H), carbon (C), oxy (O). Chúng có công thức cấu tạo là (C15H31COO)3C3H5, công thức phân tử là C51H98O6. Chất này là thành phần cần thiết trong việc dự trữ mỡ trong cơ thể, cung cấp năng lượng cho cơ bắp hoạt động.

Phản ứng thủy phân tripanmitin trong môi trường kiềm được gọi là phản ứng xà phòng hóa. Các phân tử được tạo ra từ phản ứng này là natri palmitat (C15H31COONA) và glycerol (C3H5(OH)3). Phương trình phản ứng thủy phân xảy ra như sau:

(C15H31COO)3C3H5 + 3NaOH → 3C15H31COONa + C3H5(OH)3

Tripanmitin là một phần cần thiết trong việc lưu trữ chất béo trong cơ thể

3.3 Gly-Ala

Gly-Ala là tên viết tắt của hai axit amin: Glycine và Alanine, trong đó Glycine được viết trước Alanine. Sự kết hợp của hai axit amin này trong một chuỗi polypeptide sẽ ảnh hưởng đến cấu trúc của protein đó, từ cấu trúc bậc hai đến vai trò sinh học của protein. Phương trình phản ứng thủy phân trong môi trường kiềm diễn ra như sau:

Gly-Ala + NaOH → Gly- + Ala-NH2 + Na+

Trên đây là những thông tin về thủy phân trong môi trường axit và kiềm mà Đông Á đã tổng hợp. Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm về các phản ứng hóa học khác, hãy truy cập website Đông Á để tìm hiểu thêm.