Wat is een hydroxyl?

Hydroxyl is het samenvoegen van twee atomen, een van waterstof en een van zuurstof, die als een enkele eenheid werkt door covalente binding. Het kan bestaan ​​als een neutraal deel van een groter molecuul of kan losjes in ionische vorm worden gehouden, met een extra elektron op zijn zuurstof. Beide soorten hydroxyl zijn behoorlijk reactief en nuttig voor de chemicus. Hydroxyl is absoluut essentieel voor het leven.

Alkalimetaalionen die natrium of kalium bevatten, vormen sterke chemische basen bij hechting aan hydroxylionen. Enkele voorbeelden hiervan zijn natriumhydroxide en kaliumhydroxide. De naamswijziging naar hydroxide weerspiegelt het feit dat bij het oplossen in water, de zuurstof het hierboven genoemde extra elektron draagt.

Hydroxiden neutraliseren zuren om verbindingen te vormen die zouten worden genoemd. Er wordt ook een molecuul water gevormd. Aldus reageert natriumhydroxide met zoutzuur om gewoon keukenzout plus water te vormen.

In de organische chemie maakt de hydroxylgroep deel uit van de structuren van alcoholen, suikers en fenolen. Zoals in het geval van anorganische zuur-base reacties, geeft hydroxyl een mate van reactiviteit aan organische verbindingen, waardoor chemische verandering mogelijk wordt. Twee moleculen ethanol, de alcohol in wijn en bier, combineren door uitdroging tot één molecuul ether, dat werd gebruikt in 19e-eeuwse chirurgische procedures. Organische verbindingen met twee hydroxylgroepen per molecuul reageren met die met twee zuurgroepen om polyesterresiduen te vormen die worden gebruikt in flessen, banden, kleding en textiel.

Een zeer speciale capaciteit van de hydroxylgroep is zijn vermogen om zwakke waterstofbindingen te vormen naast zijn covalente binding met zuurstof en zijn binding aan andere atomen door zuurstof. In water vormen deze waterstofbruggen zich tussen het waterstofatoom en andere nabijgelegen atomen. Het zuurstofatoom neemt ook deel. Een kristal van oplosbare vaste stof, zoals zilvernitraat, zal, indien geplaatst in zuiver water, snel oplossen gedeeltelijk omdat de waterstofatomen aan de buitenste nitraationen trekken en de zuurstofatomen aan de zilverionen trekken.

Op geen enkel gebied is hydroxyl belangrijker dan dat van levende organismen. Waterstofbindingen beïnvloeden de afstand en configuratie van omliggende moleculen. Bij het omzetten in ijs neemt water een minder dichte structuur aan dan dat van vloeibaar water. Dit betekent dat ijs lichter is dan water, dus het drijft op water.

Als bevroren water dichter was dan zijn vloeibare vorm, zoals het geval is voor de meeste stoffen, zou het bevriezen en zinken en nooit meer de zonnestralen ontvangen om te ontdooien. De vloeistof die boven het ijs bleef, zou het proces herhalen. Uiteindelijk zouden veel plassen water ijs worden.

Bovendien is het anorganische molecuul water levensonderhoudend. Water bevat het grootste percentage hydroxyl van een verbinding. Een andere chemische stof die absoluut essentieel is voor het leven is DNA, ook wel 'de draad van het leven' genoemd. DNA heeft als ruggengraat van zijn structuur lange ketens die zijn afgeleid van hydroxyl-bevattende suikers en hydroxyl-bevattende fosfaatgroepen.

Dit zijn suikers en fosfaatgroepen zijn verbonden door esterbindingen, die ook afkomstig zijn van hydroxylgroepen. DNA bepaalt en bevat de meeste erfelijke eigenschappen van planten en dieren, inclusief mensen. Een hydroxyl is dus een van de belangrijkste structuren in het laboratorium en in de natuur.