Hidrolisis adalah jenis reaksi kimia yang terjadi antara air dan senyawa lain. Selama reaksi, ikatan kimia terputus di kedua molekul, menyebabkan mereka pecah. Molekul air membelah untuk membentuk ion hidrogen (H+) bermuatan positif dan ion hidroksida (OH-) bermuatan negatif, dan molekul lainnya terbagi menjadi dua bagian yang lebih sederhana, juga dengan muatan positif dan negatif. Ion H+ dan OH- menempel pada masing-masing bagian ini. Reaksi-reaksi ini terjadi ketika beberapa senyawa ionik, misalnya asam, basa, dan garam tertentu, larut dalam air; mereka terlibat dalam proses yang penting bagi kehidupan; mereka digunakan dalam beberapa proses industri penting, seperti pembuatan sabun; dan mereka memainkan peran penting dalam pelapukan batuan.
Senyawa Ionik
Senyawa ionik dapat berupa asam, basa atau garam, yang merupakan senyawa hasil reaksi asam dan basa. Mereka terdiri dari kation bermuatan positif dan anion bermuatan negatif. Ketika mereka dilarutkan dalam air, mereka akan terpecah menjadi kation dan anionnya. Anion asam lemah, dan kation basa lemah, akan bereaksi dengan air sampai batas tertentu, menghasilkan hidrolisis.
Dimana garam adalah produk dari asam kuat dan basa lemah, kation basa akan terhidrolisis dalam air. Misalnya, amonium klorida (NH4Cl) adalah garam dari basa lemah — amonia (NH3) — dan asam kuat — hidroklorida (HCl). Ketika dilarutkan dalam air, ia terbagi menjadi kation dan anion — NH4+ dan Cl-, masing-masing. Kation, bagaimanapun, akan bereaksi dengan air sampai batas tertentu dengan kehilangan ion hidrogen:
NH4+ + H2O NH3 + H3O+
Karena reaksi ini menghasilkan ion hidronium (H3O+), larutan yang dihasilkan bersifat asam. Dimana garam adalah produk dari basa kuat dan asam lemah, anion asam akan bereaksi dengan air dengan menerima ion hidrogen (H+), meninggalkan ion hidroksida (OH-), yang memberikan larutan basa. Garam dari asam kuat dan basa kuat tidak akan terhidrolisis karena anion asam dan kation basa tidak bereaksi dengan air.
Hidup
Banyak proses yang penting bagi kehidupan melibatkan hidrolisis. Contohnya adalah pelepasan energi oleh molekul adenosin trifosfat (ATP). Sel menggunakan senyawa ini untuk menyimpan energi, yang kemudian dapat dilepaskan saat dibutuhkan. Molekul ini memiliki tiga gugus fosfat (PO4-), tetapi dapat kehilangan salah satu gugus ini dengan bereaksi dengan air. Reaksi ini sebenarnya menggunakan sejumlah kecil energi, tetapi lebih banyak lagi yang dilepaskan oleh reaksi selanjutnya dari gugus fosfat bebas.
Hidrolisis juga berperan penting dalam pemecahan makanan menjadi nutrisi yang mudah diserap. Sebagian besar senyawa organik dalam makanan tidak mudah bereaksi dengan air, dan biasanya diperlukan katalis untuk memungkinkan proses ini berlangsung. Katalis organik yang membantu reaksi dalam organisme hidup dikenal sebagai enzim. Di dalam tubuh, enzim seperti lipase, karbohidrat, dan protease mengkatalisis reaksi dengan lemak, karbohidrat, dan protein dengan air.
Salah satu contoh hidrolisis adalah pemecahan pati, yang dikatalisis oleh enzim amilase. Pati dipecah menjadi molekul yang lebih kecil, yang terdiri dari gula yang dikenal sebagai maltosa. Maltosa kemudian dapat dipecah lebih lanjut menjadi molekul glukosa, di bawah pengaruh enzim maltase. Dalam setiap kasus, air mengambil bagian dalam proses, dengan sendirinya membelah dan menambahkan gugus hidroksil dan ion hidrogen ke molekul baru yang terbentuk di setiap sisi ikatan yang putus.
Industri
Banyak prosedur industri memerlukan berbagai zat untuk dihidrolisis untuk menciptakan produk yang bermanfaat. Namun, seringkali bahan mentah untuk proses ini tidak mudah bereaksi dengan molekul air, sehingga reaksi dibantu dengan berbagai cara, seperti tekanan tinggi, suhu tinggi, dan katalis. Hidrolisis laboratorium biasanya memerlukan penggunaan katalis, yang biasanya berupa asam kuat atau alkali.
Hidrolisis telah lama digunakan dalam produksi sabun. Selama proses ini, yang dikenal sebagai saponifikasi, lemak dihidrolisis dalam reaksi dengan air dan alkali kuat, natrium hidroksida. Reaksi tersebut menghasilkan garam asam lemak, yang biasa disebut sabun. Saponifikasi terkadang terjadi pada lukisan minyak tua ketika asam lemak dalam cat minyak bereaksi dengan logam dalam pigmen cat. Hal ini dapat menyebabkan munculnya endapan putih dan gumpalan pada permukaan lukisan, meskipun tidak diketahui mengapa hal itu hanya terjadi pada beberapa karya seni dan tidak pada karya lainnya.
Pelapukan
Hidrolisis merupakan proses penting dalam pelapukan batuan. Berbagai mineral silikat, seperti feldspar, mengalami reaksi hidrolisis lambat dengan air, membentuk lempung dan lanau, bersama dengan senyawa terlarut. Proses ini penting dalam pembentukan tanah, dan dalam membuat mineral esensial tersedia bagi tanaman.