Como ocorre e quais os tipos de hidrólise mais frequentes?
O processo de hidrólise acontece tanto de forma natural como induzida. Essa reação química ocorre através de organismos vivos que possuem enzimas responsáveis por esse processo. As moléculas são geradas por agir entre si através de propriedades negativas e positivas.
Hidrólise alcalina, de sais, amido e enzimática são os principais tipos da reação e os que ocorrem com maior frequência. Um exemplo claro no dia a dia pode ser visto na fabricação de sabões em barra feito a partir da utilização do óleo de cozinha. Esse é um dos tipos de hidrólise induzida.
O que é hidrólise?
Hidrólise é o nome dado a uma reação química em que qualquer molécula é quebrada por adição e ação de uma molécula de água. “Hidro” do grego significa água e “lysis” refere-se separação. Na reação acontece a partição da molécula de água em cátions de hidrogênio e ânions de hidroxila. Elas interligam-se às outras duas moléculas resultantes da fragmentação, podendo ser de propriedade positiva ou negativa.
Ao fim, uma molécula que difere-se da original é formada, ocorrendo a reação química. Essa reação pode ser dividida em hidrólise ácida, neutra e básica. Além disso, há cinco tipos de hidrólise mais comuns. São eles:
- Hidrólise alcalina (ou reação de saponificação): consiste em uma reação química entre uma base inorgânica ou um básico e um éster, resultando em um sal orgânico e um álcool;
- Hidrólise de sais: consiste em uma reação química em que um sal de base fraco e/ou ácido fraco são dissolvidos em água;
- Hidrólise do amido: consiste em uma reação em que o amido é decomposto em carboidratos menores, além disso é um tipo de hidrólise realizada pelas enzimas amilases presentes no suco do pâncreas e na saliva;
- Hidrólise enzimática: consiste em uma reação química catalisada por uma hidrolase (enzima) que utiliza a água para fragmentar uma molécula em duas partes, ou seja, em outras duas moléculas.
Hidrólise alcalina
Como dito anteriormente, a hidrólise (ou reação de saponificação) alcalina acontece quando um éster de base inorgânica forma um sal orgânico e um álcool. Um exemplo desse tipo de hidrólise é a formação do sabão.
O éster usado nessa reação é originário de um ácido graxo, a base é o hidróxido de sódio e o sabão resultante é o sal orgânico.
Simplificando, a equação da reação de saponificação é:
- éster (óleo ou gordura) + base forte → sabão + glicerol
Assim, um exemplo comum dessa reação é quando o óleo de cozinha (comestível) é usado na fabricação de sabão caseiro em barra. Isso é habitualmente realizado pois os ésteres presentes nessa reação são obtidos através de gorduras e óleos.
Além disso, a base forte muitas vezes utilizada é o hidróxido de sódio, que forma um sabão com maior consistência, e o hidróxido de potássio, que resultado em um sabão de menor consistência, mais mole.
O glicerol presente nessa reação tem propriedade que protegem os produtos de perderem sua umidade, por isso é muito utilizado na fabricação de loções de pele, de corpo, sabonetes, produtos para cabelo e produtos alimentícios.
Hidrólise de sais
A hidrólise salina ocorre quando o sal é dissolvido em água. Em outras palavras, consiste na ação entre os íons do sal mais os íons da água; ou seja, um ânion de um elemento com o cátion de outro. As substâncias resultantes desse processo são, basicamente:
- Base inorgânica = ânion da água com cátion do sal;
- Ácido inorgânico = ânion do sol e cátion da água.
Exemplificando, cátion são todos os átomos com carga positiva e ânion são todos os átomos com carga negativa.
Para que a hidrólise aconteça proveniente da mistura de água com sal, o pH é o que influenciará a formação ou a não formação de ácido e/ou base. Ou seja, o grau de acidez da substância é o que fará ela ser possível de realização.
Por exemplo, quando o pH é igual a 7 a hidrólise será neutra. Quando o pH for menor de 7, ela será ácida. Mas, quando o pH for maior que este, a reação será básica. Ela é muito recorrente nos solos, quando há menor concentração do pH o solo fica com maior acidez, podendo dificultar o plantio e cultivo de algumas espécies.
Hidrólise do amido
O amido consiste em um tipo de carboidrato feito a partir da glicose. Ele é gerado pelas plantas de coloração esverdeada e serve como reservatório de energia. Arroz, milho, mandioca, feijão, trigo e batata são os principais alimentos grande quantidade de amido em sua composição.
Na digestão, a hidrólise do amido resulta em quebra de carboidratos menores. As enzimas presentes no suco pancreático e na saliva são as responsáveis pela realização dessa reação. As principais enzimas são a ptialina e a amilase salivar. O principal resultante dessa hidrólise é a maltose (glicídio ou açúcar).
Hidrólise enzimática
Este tipo de hidrólise é um dos mais comuns. Ela acontece principalmente no processo digestivo dos seres humanos e dos animais. As enzimas são excretadas pelas células com o intuito de fragmentar as maiores moléculas em moléculas menores; podendo passar também pela membrana celular. Um exemplo disso é a partição de proteínas em cadeias até que chegue aos aminoácidos e a quebra de amido e celulose.
Hidrólise na biologia
O metabolismo de todos os organismos vivos estão diretamente associados com o processo de hidrólise, principalmente quando há a presença de enzimas nas reações químicas. As principais enzimas participantes são:
- Lipase: presente na digestão de lipídios, ela parte as moléculas de lipídios resultando em moléculas de ácidos graxos, glicerol e colesterol;
- Maltase: presente na digestão de carboidratos, é responsável por partir a maltose e transformá-las em duas moléculas de glicose;
- Protease: presente na digestão de proteínas, ela divide as moléculas de proteínas formando aminoácidos;
- Sacarase: presente na digestão de carboidratos, é responsável por quebrar a sacarose e transformá-la em frutose e glicose.
A produção de energia e de anticorpos é resultante do processo enzimático dos nutrientes, pois eles são responsáveis pela formação de moléculas menores utilizadas pelo organismos dos seres vivos.
A hidrólise do ATP (Adenosina Trifosfato) é um exemplo dessa reação na biologia. Sua importância está na capacidade de produzir energia livre para cada organismo. Além disso, ela possibilita que os sistemas fisiológicos funcionem adequadamente. O ATP tem a adenina como base e a ribose como açúcar. Dessa forma, a junção da adenina com a ribose recebe o nome de adenosina.
Curiosidades
Durante o período da Segunda Guerra Mundial, algumas plantas de hidrólise com concentração ácida foram aplicadas na produção de etanol e proteína unicelular. O desenvolvimento do processo de hidrólise foi importante pois era abundante como matéria prima adequada; tanto para a produção de etanol como em outras variações de reações químicas.