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Die Hydrolyse in der Chemie

 
Allgemeines über die Hydrolyse:

Der Begriff "Hydrolyse" ist in den naturwissenschaftlichen Fächern ein nicht exakt definierter Begriff. Der "Begriff "Hydrolyse" stammt aus dem Griechischen und die "sinngemäße" Übersetzung zeigt bereits, warum der Begriff nicht exakt definiert ist. Der Wortteil "hydro" lautet sich ab von "Wasser", während der Begriff "lysis" für "lösen, auflösen oder beenden" stehen kann. Dieser Begriff der "Hydrolyse" verdeutlicht somit, dass der Begriff auf einen physikalischen Vorgang ("etwas in Wasser lösen") oder auf einen chemischen Vorgang ("Bindungen zwischen Bindungspartnern werden durch Wasser (auf)gelöst). Wenn man im Fach Chemie, Biologie und Biochemie über Hydrolyse spricht, meint man nicht den physikalischen Vorgang (also das Lösen eines Stoffes in Wasser), sondern den chemischen Vorgang. Gemäß dieser Definition ist eine Hydrolyse eine chemische Reaktion die unter Spaltung eines Stoffes abläuft, wobei die Spaltung durch die Reaktion des Stoffes mit Wasser verursacht wird.
 

Die Hydrolyse

Wie in der Einleitung erwähnt, hat in der "Vergangenheit" die Hydrolyse einen chemischen bzw. physikalischen Vorgang bezeichnet. Diese Tatsache geht auf Arrhenius zurück, der den Begriff "Hydrolyse" beim Bilden oder Lösen von Salzen verwendet wurde. Wie erst in der "Neuzeit" der Chemie geklärt wurde, basieren die meisten untersuchten Reaktion von Arrhenius auf der Reaktion von Säuren und Basen. Da zwischen Säuren und Basen (in wässriger Lösung) ein Protonenübergang erfolgt, werden diese "Reaktionen" als Protolysen bezeichnet (=> der Begriff "Hydrolyse wäre in diesem Zusammenhang nicht passend). Diese Begriffsverwendung der Hydrolyse hat aber dazu geführt, dass in seltenen Fällen immer noch der Begriff "Hydrolyse" beim Lösen von Salzen in Wasser verwendet wird (=> diese Begriffsverwendung sollte aber vermieden werden).

Betrachten wir uns nun die aktuelle Verwendung des Begriffes "Hydrolyse" in der Chemie, Biochemie und Biologie. Unter dem Begriff "Hydrolyse" versteht man dabei eine chemische Reaktion, bei der ein Stoff durch Einwirkung bzw. Reaktion mit Wasser in "Teilstücke" gespalten wird. Bei einer Hydrolyse-Reaktion wird (in der Regel) eine kovalente Bindung bzw. Atombindung innerhalb der Bindung gespalten, wobei (mind) zwei Teilstücke entstehen. Da in diesem Fall die Teilstücke nicht "stabil" sind (Edelgaskonfiguration) verbinden sich diese Teilstücke mit dem Proton bzw. Hydroxylrest des Wassers.

Für eine Hydrolyse gibt man folgende Reaktionsgleichung an

A-B   +   H-OH  →A-H   +   B-OH


Bei der Hydrolyse reagiert dabei das elektronegativere Teilstück (des gespaltenen Stoffes A-B) bzw. das Anion mit dem Proton des Wassers (das elektropositive Stück von Wasser). An das elektropositive Teilstück wird der Hydroxylrest gebunden. Bei der Hydrolyse kommt es also zu einer Trennung einer Bindung bzw. Bindungsspaltung und anschließender Neuknüpfung von Bindungen mit dem Proton bzw. der Hydroyxlgruppe des Wassers. Die Neuknüpfung der Bindungen erfolgt immer nach dem gleichen Prinzip (elektronegativer - elektropositiver Teil und elektropositiver - elektronegativer Teil)

Die Hydrolyse in der Chemie, Biochemie und Biologie

  • In der Biochemie und Biologie betrachtet man die Hydrolyse vieler sogenannter "Biomoleküle" wie Proteine, Kohlenhydrate oder Fette zu den Monomeren (den Einzelbestandteilen) wie Aminosäuren oder Fettsäuren.
  • In der Chemie befasst man sich mit der Hydrolyse vor allem in der organischen Chemie. Typische Hydrolyse-Reaktionen sind die Hydrolyse von Acetalen zu Aldehyden und Alkoholen und die Hydrolyse von Ketalen zu Ketonen und Alkoholen.