Hidrólisis

Hidrólisis quiere decir destrucción, descomposición o alteración que sufre una determinada sustancia química por el agua. Cuando se estudian soluciones acuosas de electrólitos, el término es aplicado a las reacciones de los cationes con el agua para producir una base débil, o en otros casos, a las de los aniones para originar un ácido débil. Es importante mencionar que el grado de hidrólisis es la fracción del ion que reacciona con el agua.

Temas relacionados

Ebullición, lixiviación, pirólisis, vulcanización

¿Qué es la hidrólisis?

Es la descomposición química que se produce en las sustancias por el agua, el cual depende de la química, la solubilidad, el pH y el potencial de oxidación-reducción o redox que tenga un determinado compuesto.

Definición

La hidrólisis implica la reacción de un producto químico orgánico utilizando el agua para poder formar dos o más sustancias nuevas, dicho en otras palabras la hidrólisis por lo general significa la división de enlaces químicos por medio de la adición de agua. De hecho, puede ser lo contrario de una reacción de condensación en la que dos moléculas se unen en una más grande y expulsan una molécula de agua. Este mecanismo de hidrólisis se utiliza primariamente en la fabricación de alcoholes como por ejemplo el etanol, los glicoles como por ejemplo el etilenglicol, propilenglicol y el óxido de propileno.

Tipos

Existen básicamente cuatro tipos diferentes de hidrólisis, que son los siguientes:

• Hidrólisis de sal de ácido fuerte-base fuerte: en este grupo demos mencionar por ejemplo, NaCl. Esta sal proviene del HCl y del NaOH, por tanto Na+ y Cl-, serán respectivamente débiles. Na+ + H2O no hay reacción Cl- + H2O no hay reacción Por tanto el pH será neutro.
• Hidrólisis de sal de ácido débil-base fuerte como: por ejemplo, NaCN (Na + CN-), la cual proviene del HCN (ácido débil) y del NaOH (base fuerte), por tanto Na+ será débil y CN- fuerte. Na+ + H2O no hay reacción CN-+ H2O HCN + OH-.
• Hidrólisis de sal de ácido fuerte-base débil: como el NH4Cl (NH4+ Cl-) que proviene del HCl (ácido fuerte) y del NH3 (base débil), por lo que NH4+ será fuerte y Cl- será débil. Cl- + H2O no hay reacción NH4+ + H2O NH3 + H3O+.
• Hidrólisis de sal de ácido débil-base débil: por ejemplo, NH4CN (NH4+ CN-) que proviene del HCN (ácido débil) y del NH3 (base débil), por tanto NH4+ y CN- serán fuertes. NH4+ +H2O NH3 + H3O+

Hidrólisis química

En el área de la química, es una reacción de descomposición doble en donde el agua funciona como uno de los reactivos. Los reactivos del agua y los productos de la hidrólisis pueden ser moléculas neutras o moléculas iónicas.

Hidrólisis ácida

En la hidrólisis ácida el agua puede encontrarse actuando como un ácido o una base, basándonos en la teoría del ácido de Brønsted-Lowry. Es un proceso por medio del cual un ácido prótico es utilizado para poder catalizar la escisión que tiene un enlace químico por medio de una reacción de sustitución nucleófila añadiendo agua. Este término es también usado en algunas ocasiones para referirse a algunas reacciones de acción nucleófila, como por ejemplo en la hidrólisis catalizada por ácido de nitrilos a amidas.

Es utilizada para obtener azúcares reductores con el objetivo de poder conseguir bio etanol a partir de la hidrólisis del bagazo que se obtiene de la caña de azúcar. En algunas ocasiones es utilizado para realizar la hidrólisis enzimática del glucógeno con el objetivo de lograr obtener glucosa.

Hidrólisis enzimática

La hidrólisis enzimática tiene como principal función la de producir azúcares que pueden ser fermentados, como por ejemplo la glucosa, por medio del uso de enzimas. Estos azúcares luego pueden ser fermentados obteniendo como resultado bioetanol. La producción de esta sustancia a partir de residuos agroindustriales con el objetivo de ser utilizados en la biorrefinería es una alternativa viable en el área de los biocombustibles.

Hidrólisis alcalina

La hidrólisis alcalina es un proceso que se hace con agua a temperaturas entre 150 y 180 grados centígrados en el cual además, se agrega Hidróxido de Potasio que funciona como un agente activo para descomponer material biológico como proteínas, ácidos nucleicos, carbohidratos y lípidos, en una solución a base de agua estéril compuesta de aminoácidos y azucares. Utiliza presión para crear calor para acelerar el proceso.

Grado de hidrólisis

El grado de hidrólisis es la medida que por lo general se representa por medio de porcentajes en que un compuesto se puede llegar a ionizar o de disolver en agua. Este número es usado principalmente para realizar estudios sobre las propiedades coligativas que tienen las soluciones y se expresa como la relación entre las partículas disociadas y las iniciales.

Importancia

La hidrólisis tiene especial importancia cuando se relaciona con los ésteres naturales, como los que están presentes en grasas, ceras, aceites animales y vegetales. Su importancia principalmente técnica se encuentra relacionada con las hidrólisis de las grasas, celulosa, proteínas, ésteres, sacarosa y almidón. Desde el punto de vista ecológico, se destaca la hidrólisis de los herbicidas y otras sustancias nocivas como posibilidad de desintoxicación. Además, se encuentran en desarrollo procedimientos hidrolíticos para aprovechar los residuos de plásticos, madera y papel.

Ejemplos

Algunos ejemplos son:

• El Cloruro de Sodio NaCl en solución acuosa se hidroliza para formar iones Sodio (Na+) y Cloruro (Cl-)
• El Hidróxido de Sodio NaOH en solución acuosa se hidroliza para formar iones Sodio (Na+) e Hidróxido (OH-)
• El Sulfato de Sodio Na2SO4 en solución acuosa se hidroliza para formar iones Sodio (Na+) y Sulfato (SO4-2)
• El Cloruro de Calcio CaCl2 en solución acuosa se hidroliza para formar iones Calcio (Ca+2) y Cloruro (Cl-)