Beispiele für chemische Synthese

Das Studium chemischer Reaktionen und der Bedingungen, die ihren Verlauf beeinflussen, ist das Hauptanliegen der gesamten Chemie. Eine chemische Reaktion ist die Bildung eines oder mehrerer neuer Stoffe aus einem oder mehreren bestehenden; erstere werden als Produkte und letztere als Reaktanten bezeichnet.

Oft ist es das Ziel von Chemikern, Dinge herzustellen. Formal wird dieser Prozess als Synthese bezeichnet und findet ohne menschliches Zutun im Körper in Form der Biosynthese statt. Die Reaktionen, die mit der Bildung einer neuen Verbindung aus mehreren bestehenden Substanzen verbunden sind, werden als. bezeichnet Synthesereaktionen, und Beispiele dafür gibt es im täglichen Leben zuhauf, von industriellen Umgebungen bis hin zu akademischen Chemielabors.

Die fünf Grundtypen chemischer Reaktionen werden im Folgenden kurz beschrieben. Einige Reaktionen können von mehr als einem Typ sein, wie Sie gleich sehen werden.

• Zersetzungsreaktion: Diese Art von Reaktion hat die allgemeine Form 
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  AB → EIN + B. Ein Beispiel ist die Zersetzung von Wasserstoffperoxid in Wasser und Sauerstoff: 2H₂Ö₂ → 2H₂O + O₂.
  
• Verbrennungsreaktion: Bei diesen Reaktionen reagiert ein Reaktant, ein sogenannter Brennstoff, mit Sauerstoffgas, O₂ (ein Sauerstoffatom ist an ein anderes gebunden). Oft ist das Ergebnis als Feuer sichtbar.
• Einzelverdrängungs- (oder Einzelaustausch-) Reaktion: Bei diesen Reaktionen wird ein Reaktant von einem anderen "wildert". Die allgemeine Form ist EIN + BC → AB + C.
• Doppelte Verschiebung (oder doppelte Ersetzung) Reaktion: Dies sind "Gewerke" der Form AB + CD → ANZEIGE + BC.
• Synthesereaktion (auch als a. bezeichnet) Kombination oder Komposition Reaktion): Eine Reaktion der allgemeinen Form EIN + B → AB. Ein Beispiel ist die Synthese von Calciumcarbonat aus Calciumoxid und Kohlendioxid: CaO + CO₂ → CaCO₃.
  

Wie Sie gesehen haben, ist die Synthesereaktion "Wortgleichung" (mit Buchstaben, um nicht spezifizierte Atome oder Moleküle darzustellen) EIN + B → AB. A und B können aus einzelnen Elementen bestehen, entweder allein als Ionen (wie Na⁺) oder als zweiatomige Moleküle (wie Cl₂). Eine oder beide können auch aus Molekülgruppen bestehen, z. B. NO₃^–).

• Sieben Elemente kommen in der Natur als zweiatomige Moleküle vor: H₂, N₂, Ö₂, F₂, Cl₂, Br₂, und ich₂.

Gelegentlich enthalten Zusammensetzungsreaktionen mehr als zwei Elemente und nehmen die Form an EIN + B + C → ABC.

Wenn jemand nach einer Liste chemischer Reaktionen im täglichen Leben fragt, oder auch nur nach einer Liste von Einfach-Ersatz-Reaktionsbeispiele im Alltag, ein erfahrener Chemiker könnte sehr lange Zeit! Die Beschränkung der Diskussion auf Synthesereaktionsbeispiele allein verdirbt jedoch kaum den Spaß. Einige gängige derartige Reaktionen werden unten beschrieben.

• Zwei der Substanzen, die Sie bereits gesehen haben, verbinden sich zu gewöhnlichem Kochsalz, Natriumchlorid: 2Na + Cl₂ → 2NaCl.
  
• Die obige Reaktion von Calciumoxid und Kohlendioxid ist ein Beispiel für eine Klasse von Synthesereaktionen, bei denen sich Metalloxide mit CO. verbinden₂ um das entsprechende Metallcarbonat herzustellen.
  
• Magnesiummetall und Sauerstoffgas verbinden sich zu Magnesiumoxid: 2Mg + O₂ → 2MgO. Dies ist ebenfalls eine Verbrennungsreaktion und gilt für verschiedene andere Metalle.
  
• Die Synthese von Zinkoxid (praktisch zur Vorbeugung von Sonnenbrand in der Nase) ist eine Synthesereaktion, die auch eine Oxidation oder den Verlust von Elektronen beinhaltet, oft als Folge der Wechselwirkung mit Sauerstoff. Die ausgewogene Reaktion für diese Synthese ist 2Zn + O₂ → 2ZnO.
  
• Kaliumchlorid reagiert mit gewöhnlichem Sauerstoffgas zu Kaliumchlorat. Dies ist auch ein Beispiel für einen allgemeinen Prozess – die Kombination von Sauerstoff und a binäres Chlorid um ein Chlorat des Metalls herzustellen: KCl + O₂ → KClO₃.