Przykład syntezy chemicznej

Synteza to jeden z podstawowych procesów chemii, polegający na otrzymywaniu związku chemicznego z pierwiastków lub najprostszych substancji, które go tworzą.

Poprzez analizę chemiczną bada się i określa, które pierwiastki i związki składają się na substancję. Analiza chemiczna wykazała, że ​​woda, która przez wiele stuleci była uważana za pierwiastek, w rzeczywistości składa się z wodoru i tlenu. Proste pierwiastki i związki, które tworzą substancję, nazywane są prekursorami.

Synteza chemiczna działa odwrotnie niż analiza, to znaczy buduje związki chemiczne z ich prekursorów składowych.

Równania chemiczne, które obejmują kombinację dwóch lub więcej substancji i powodują powstanie jednej substancji który łączy je całkowicie lub częściowo (a czasami jakiś inny związek, który jest nazywany produktem ubocznym), wyraża reakcje synteza.

Synteza może zachodzić zarówno w substancjach organicznych, jak i nieorganicznych.

Synteza nieorganiczna jest bardzo ważna na poziomie przemysłowym, ponieważ pozwala na otrzymanie substancji, które nie występują naturalnie. w naturze, jak w przypadku stali (synteza żelaza i węgla), czy brązu (synteza miedzi, cyny, a czasem nikiel).

W chemii organicznej procesy syntezy zachodzą zarówno w przyrodzie, jak iw laboratoriach. Wszystkie żywe organizmy pobierają składniki odżywcze i substancje, które połączone w procesach biologicznych dają początek wszystkim związkom tworzącym organizm. Procesy te mogą być również replikowane w laboratorium i stanowią podstawę przemysłu farmaceutycznego, m.in kosmetyki i żywność, ponieważ istnieją naturalne substancje, które ze względu na ich dużą użyteczność i niedobór byłyby bardzo kosztowny. Analiza chemiczna umożliwia wyodrębnienie substancji czynnych i ich składników, natomiast synteza chemiczna umożliwia odtworzenie tych cząsteczek w laboratorium. Dlatego te stworzone laboratoryjnie związki nazywane są również związkami syntetycznymi.

Synteza organiczna jest również wykorzystywana w przemyśle do tworzenia tworzyw sztucznych, tekstyliów i komponentów elektronicznych.

Przykład syntezy chemicznej:

Jedną z najczęstszych nieorganicznych syntez chemicznych jest tworzenie wody. W nim dwa atomy wodoru są połączone z jednym z tlenu:

2H2 + O2 -> 2H2O.

Inną bardziej złożoną syntezą nieorganiczną jest tworzenie sody. W nim łączy się tlenek sodu i woda, w wyniku czego powstaje wodorotlenek sodu:

Na2O + H2O -> 2Na (OH)

Przykładem złożonej syntezy jest organiczna synteza aspiryny. Aspiryna to związek pochodzący z naturalnej substancji z wierzby, zwanej kwasem salicylowym. Występuje naturalnie w liściach i korze tego drzewa i jest stosowany od czasów starożytnych jako lek na gorączkę i stany zapalne. Cząsteczki kwasu salicylowego to kwasy organiczne wytwarzane w laboratorium z prostszych substancji.

Proces rozpoczyna się od benzenu. Ten związek organiczny jest natleniany, aby zamienić go w fenol. Fenol miesza się z wodnym roztworem wodorotlenku sodu, który utrzymuje się w cieple aż do całkowitego odparowania wody. Powoduje to wytwarzanie fenolanu sodu. Gdy produkt jest całkowicie suchy, umieszcza się go w autoklawie (warcie ciśnieniowym) i wstrzykuje tlenek węgla, który przekształca fenolan sodu w salicylan sodu. Salicylan wybiela się cynkiem, a następnie dodaje się kwas siarkowy, wytrącając w ten sposób kryształy kwasu salicylowego, które są oddzielane przez odwirowanie.

Jednak kwas salicylowy działa drażniąco i uszkadzająco na żołądek, więc częścią procesu jest przygotowanie aspiryny polega na dodaniu do niej rodnika octowego, aby była bardziej tolerowana w żołądek.

W tym celu kwas salicylowy poddaje się działaniu bezwodnika octowego, z którym reaguje, wytwarzając kwas acetylosalicylowy i jako produkt uboczny kwas octowy. Na koniec oddziela się je przez odwirowanie, otrzymując kryształy kwasu acetylosalicylowego i kwasu octowego, produktu ubocznego, który jest ponownie wykorzystywany.