Chemická syntéza
Chemická syntéza v chémii znamená použitie chemických reakcií na získanie produktu alebo viacerých produktov. Deje sa to pomocou fyzikálnych a chemických manipulácií. Často sa používa niekoľko rôznych chemických reakcií; jedna po druhej. V modernom laboratórnom použití je chemická syntéza reprodukovateľná (ak sa experiment vykoná druhýkrát, bude mať rovnaké výsledky ako prvýkrát), spoľahlivá (neporuší sa malými zmenami podmienok) a zavedená tak, aby fungovala vo viacerých laboratóriách.
Chemici začínajú navrhovať chemickú syntézu výberom zlúčenín, ktoré sa majú kombinovať. Tieto východiskové chemikálie sa nazývajú činidlá alebo reaktanty. Chemici robia s týmito činidlami rôzne veci, aby syntetizovali produkt alebo medziprodukt. To si vyžaduje miešanie zlúčenín v reakčnej nádobe. Nádoba môže byť chemický reaktor alebo jednoduchá banka. Mnohé reakcie si vyžadujú určitú formu pracovného postupu pred izoláciou konečného produktu.
Množstvo produktu pri chemickej syntéze je výťažok reakcie. Chemické výťažky sa zvyčajne vyjadrujú ako hmotnosť v gramoch alebo ako percento celkového teoretického množstva produktu, ktoré by sa mohlo vyrobiť. Vedľajšia reakcia je prebiehajúca nežiaduca chemická reakcia, ktorá znižuje výťažok požadovaného produktu.
Chemik Adolph Wilhelm Hermann Kolbe ako prvý použil slovo syntéza v jeho dnešnom význame.
Stratégie
Vo väčšine prípadov sa jedinou reakciou nepremení reaktant (východisková chemická látka) na požadovaný reakčný produkt. Chemici majú mnoho stratégií na nájdenie najlepšej postupnosti reakcií na vytvorenie požadovaného produktu. Pri kaskádových reakciách dochádza k viacerým chemickým zmenám v rámci jedného reaktantu. Pri viaczložkových reakciách vzniká z jedného reakčného produktu až 11 rôznych reaktantov. Pri teleskopickej syntéze jeden reaktant prechádza viacerými premenami bez toho, aby sa po každom kroku izolovali medziprodukty.
Organická syntéza
Organická syntéza je špeciálny typ chemickej syntézy. Pri organickej syntéze sa vytvárajú len organické zlúčeniny. Celková syntéza zložitého produktu môže trvať mnoho krokov, kým sa dosiahne cieľový produkt. Tieto kroky môžu trvať príliš dlho. Chemici chcú mať zručnosti v organickej syntéze a vedieť nájsť cestu syntézy s najmenším počtom krokov. Syntéza veľmi cenných alebo zložitých zlúčenín priniesla chemikom, ako napríklad Robertovi Burnsovi Woodwardovi, Nobelovu cenu za chémiu.
Ak chemická syntéza vychádza zo základných laboratórnych zlúčenín a poskytuje niečo nové, ide o "čisto syntetický proces". Ak sa začína od produktu izolovaného z rastlín alebo živočíchov a potom sa postupuje k novým zlúčeninám, syntéza sa nazýva "semisyntetický proces".
Ďalšie významy
Chemická syntéza väčšinou znamená celkový, mnohostupňový postup výroby požadovaného produktu. Niekedy chemici používajú pojem "chemická syntéza" len na označenie priamej kombinačnej reakcie. Pri priamej kombinačnej reakcii sa dva alebo viac reaktantov kombinuje za vzniku jedného produktu. Chemická rovnica pre priamu kombinačnú reakciu je:
A + B → AB
kde A a B sú prvky alebo zlúčeniny a AB je zlúčenina pozostávajúca z A a B. Príklady kombinovaných reakcií zahŕňajú:
2Na + Cl2 → 2 NaCl (vznik kuchynskej soli)
S + O2 → SO2 (vznik oxidu siričitého)
4 Fe + 3 O2 → 2 Fe 2O3 (hrdzavenie železa)
CO2 + H2O → H 2CO3 (oxid uhličitý sa rozpúšťa a reaguje s vodou za vzniku kyseliny uhličitej)
Štyri špeciálne pravidlá syntézy sú:
oxid kovu + H2O → kov(OH)
oxid nekovový + H2 O → kyselina oxiová
chlorid kovu + O2 → chloristan kovu
oxid kovu + CO2 → uhličitan kovu (CO3)
Súvisiace stránky
- Chemické inžinierstvo
- Organická syntéza
Otázky a odpovede
Otázka: Čo je to chemická syntéza?
Odpoveď: Chemická syntéza je proces využívajúci chemické reakcie na výrobu produktu alebo viacerých produktov.
Otázka: Čo sú činidlá alebo reaktanty?
Odpoveď: Činidlá alebo reaktanty sú východiskové chemikálie používané pri chemickej syntéze.
Otázka: Čo robia chemici s činidlami?
Odpoveď: Chemici manipulujú s činidlami a miešajú ich, aby syntetizovali požadovaný produkt alebo medziprodukt.
Otázka: Aký typ nádoby sa používa na tieto reakcie?
Odpoveď: Nádoba používaná na tieto reakcie môže byť chemický reaktor alebo jednoduchá banka.
Otázka: Ako sa meria množstvo produktu pri chemickej syntéze?
Odpoveď: Množstvo produktu vyrobeného pri chemickej syntéze sa zvyčajne meria buď ako hmotnosť v gramoch, alebo ako percento celkového teoretického množstva, ktoré by sa mohlo vyrobiť.
Otázka: Čo je to vedľajšia reakcia?
Odpoveď: Vedľajšia reakcia je nežiaduca chemická reakcia, ktorá znižuje výťažok požadovaného produktu.
Otázka: Kto prvý použil slovo "syntéza" v jeho dnešnom význame?
Odpoveď: Chemik Adolph Wilhelm Hermann Kolbe bol prvou osobou, ktorá použila slovo "syntéza" v jeho dnešnom význame.
