水解是一種化工單元過程,是利用水將物質分解形成新的物質的過程。
無機物在水中分解通常是雙分解過程,屬於複分解反應水分子也被分解,和被水解的物質殘片結合形成新物質,如氯氣在水中分解,一個氯原子和一個水被分解的氫
原子結合成鹽酸,水分子的另一個氫原子和氧原子與另一個氯原子結合成次氯酸;碳酸鈉水解會產生碳酸氫鈉和氫氧化鈉;氯化銨水解會產生鹽酸和氨水等。
Cl2 + H2O → HCl + HOCl
Na2(CO3) + H2o → NaH(CO3) +NaOH
Cl(NH3) + H2O → HCl +(CH3)OH
補充:
氯錠其實就是次氯酸鈉NaClO是弱鹼性,通常是漂白水的成分
雖然他的命名中有酸的字眼可是其實它是弱鹼性
因為次绿酸鈉溶於水會發生水解反應
他會去搶水中的H+離子 使水解離出OH-而帶弱鹼性
次氯酸鈉水解,產生次氯酸還有氫氧化鈉
NaOCl + H2O → HOCl + NaOH
有機物的分子一般都比較大,水解時需要酸或鹼作為催化劑,有時也用生物活性酶作為催化劑。在酸性水溶液中脂肪會水解成甘油和脂肪酸;澱粉會水解成麥芽糖、葡萄糖等;蛋白質會水解成胺基酸等分子量比較小的物質。
在鹼性水溶液中,脂肪會分解成甘油和固體脂肪酸鹽,即肥皂,因此這種水解也叫作皂化反應。
皂化反應(英語:Saponification)是鹼(通常為強鹼)催化下的酯被水解,而生產出醇和羧酸鹽,尤指油脂的水解。
狹義的講,皂化反應僅限於油脂與氫氧化鈉或氫氧化鉀混合,得到高級脂肪酸的鈉/鉀鹽和甘油的反應。這個反應是製造肥皂流程中的一步,因此而得名。
化學反應
皂化反應是一個放熱反應。
皂化反應是一個較慢的化學反應,為了加快反應速度,可以在化學反應的過程中:
保持系統的較高溫度。
以物理方式不斷攪拌溶液以增加分子碰撞的數量。
加入酒精,使混合得更充分。
反應機制
* 第一步:酯與OH−的加成反應
* 第二步:消除反應
* 第三步:酸鹼反應(不可逆)
肥皂的製成
脂肪和植物油的主要成分是三酸甘油酯,它的鹼水解方程式為:
CH2OCOR
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CH2OCOR
R基可能不同,但生成的R-COONa都可以做肥皂。常見的R-有:
- C17H33-:8-十七碳烯基。R-COOH為油酸。
- C15H31-:正十五烷基。R-COOH為軟脂酸。
- C17H35-:正十七烷基。R-COOH為硬脂酸。
油酸是單不飽和脂肪酸,由油水解得;軟、硬脂酸都是飽和脂肪酸,由脂肪水解得。
如果使用氫氧化鉀水解,得到的肥皂是軟的。
向溶液中加入氯化鈉可以分離出脂肪酸鹽,這一過程叫鹽析。高級脂肪酸鹽是肥皂的主要成分,經填充劑處理可得塊狀肥皂。
去汙原理
肥皂分子有一端由許多碳和氫所組成的長鍊,稱為親油端;另一端則為親水性的原子團,稱為親水端。
使用肥皂時,油污被親油端吸附著,再由親水端牽入水中,達到洗淨效果。
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