Exemples de synthèse chimique

L'étude des réactions chimiques et des conditions qui affectent leur progression est la principale préoccupation de toute la discipline de la chimie. Une réaction chimique est la création d'une ou plusieurs substances nouvelles à partir d'une ou plusieurs substances existantes; les premiers sont appelés produits et les seconds réactifs.

Souvent, le but des chimistes est de faire des choses. Formellement, ce processus est connu sous le nom de synthèse, et il se produit sans apport humain dans le corps sous forme de biosynthèse. Les réactions associées à la création d'un nouveau composé à partir de plusieurs substances existantes sont appelées réactions de synthèse, et les exemples abondent dans la vie quotidienne, des environnements industriels aux laboratoires de chimie universitaires.

Les cinq types de base de réactions chimiques sont brièvement détaillés ci-dessous. Certaines réactions peuvent être de plusieurs types, comme vous le verrez bientôt.

• Réaction de décomposition: Ce type de réaction a la forme générale 
  UN B → UNE + B. Un exemple est la décomposition du peroxyde d'hydrogène en eau et oxygène: 2H₂O₂ → 2H₂O + O₂.
  
• Réaction de combustion: Dans ces réactions, un réactif, appelé carburant, réagit avec l'oxygène gazeux, O₂ (un atome d'oxygène lié à un autre). Souvent, le résultat est visible sous forme de feu.
• Réaction de déplacement unique (ou de remplacement unique): ces réactions impliquent le « braconnage » d'un réactif à partir d'un autre. La forme générale est UNE + avant JC → UN B + C.
• Réaction de double déplacement (ou double remplacement): Ce sont des « métiers » de la forme UN B + CD → UN D + avant JC.
• Réaction de synthèse (également appelée combinaison ou alors composition réaction): Une réaction de la forme générale UNE + B → UN B. Un exemple est la synthèse de carbonate de calcium à partir d'oxyde de calcium et de dioxyde de carbone: CaO + CO₂ → CaCO₃.
  

Comme vous l'avez vu, la réaction de synthèse « équation des mots » (en utilisant des lettres pour représenter des atomes ou des molécules non spécifiés) est UNE + B → UN B. A et B peuvent être constitués d'éléments simples, soit seuls sous forme d'ions (tels que Na⁺) ou sous forme de molécules diatomiques (telles que Cl₂). Un ou les deux peuvent également être constitués de groupes moléculaires, par exemple, NO₃^–).

• Sept éléments se trouvent naturellement sous forme de molécules diatomiques: H₂, N₂, ô₂, F₂, Cl₂, Frère₂, et moi₂.

Parfois, les réactions de composition comprendront plus de deux éléments et prendront la forme UNE + B + C → ABC.

Si quelqu'un demandait une liste de réactions chimiques dans la vie de tous les jours, ou même, disons, juste une liste de exemples de réaction de remplacement unique dans la vie de tous les jours, un chimiste expérimenté pourrait Longtemps! Mais limiter la discussion aux seuls exemples de réactions de synthèse ne gâche guère le plaisir. Quelques réactions courantes de ce type sont décrites ci-dessous.

• Deux des substances que vous avez déjà vues se combinent pour former du sel de table ordinaire, le chlorure de sodium: 2Na + Cl₂ → 2NaCl.
  
• La réaction de l'oxyde de calcium et du dioxyde de carbone ci-dessus est un exemple d'une classe de réactions de synthèse qui impliquent des oxydes métalliques se combinant avec du CO₂ pour produire le carbonate métallique correspondant.
  
• Le magnésium métal et l'oxygène gazeux se combinent pour former de l'oxyde de magnésium: 2Mg + O₂ → 2MgO. Il s'agit également d'une réaction de combustion et s'applique à divers autres métaux.
  
• La synthèse d'oxyde de zinc (pratique pour prévenir les coups de soleil du nez) est une réaction de synthèse qui implique également l'oxydation, ou la perte d'électrons, souvent due à l'interaction avec l'oxygène. La réaction équilibrée pour cette synthèse est 2Zn + O₂ → 2ZnO.
  
• Le chlorure de potassium réagit avec l'oxygène gazeux ordinaire pour produire du chlorate de potassium. C'est aussi un exemple de processus général – la combinaison d'oxygène et d'un chlorure binaire pour produire un chlorate du métal: KCl + O₂ → KClO₃.