דוגמאות לסינתזה כימית

לימוד תגובות כימיות והתנאים המשפיעים על התקדמותן הוא הדאגה העיקרית בכל תחום הכימיה. תגובה כימית היא יצירת חומר אחד או יותר מחומר קיים אחד או יותר; הראשונים נקראים מוצרים והמגיבים האחרונים.

לעתים קרובות, המטרה של כימאים היא, ובכן, לעשות דברים. באופן פורמלי, תהליך זה ידוע בשם סינתזה, והוא מתרחש ללא קלט אנושי בגוף בצורה של ביוסינתזה. התגובות הקשורות ליצירת תרכובת חדשה מכמה חומרים קיימים נקראות תגובות סינתזה, ודוגמאות לכך יש בשפע בחיי היומיום, החל ממסגרות תעשייתיות ועד מעבדות אקדמיות לכימיה.

להלן מפורטים בקצרה חמשת הסוגים הבסיסיים של תגובות כימיות. תגובות מסוימות יכולות להיות יותר מסוג אחד, כפי שתראה בקרוב.

• תגובת פירוק: לתגובה מסוג זה יש את הצורה הכללית א.ב. → א + ב. דוגמה לכך היא פירוק מי חמצן למים וחמצן: 2H₂או₂ → 2H₂O + O₂.
  
• תגובת בעירה: בתגובות אלה מגיב אחד, הנקרא דלק, מגיב עם גז חמצן, O₂ (אטום חמצן אחד קשור למשנהו). לעתים קרובות התוצאה נראית כאש.
• תגובת עקירה יחידה (או החלפה יחידה): תגובות אלה כוללות מגיב אחד "צופה" זה מזה. הצורה הכללית היא א + לִפנֵי הַסְפִירָה → א.ב. + ג.
• תגובת עקירה כפולה (או החלפה כפולה): אלה "עסקאות" של הטופס 
  instagram story viewer
  א.ב. + CD → מוֹדָעָה + לִפנֵי הַסְפִירָה.
• תגובת סינתזה (נקראת גם א קוֹמבִּינַצִיָה אוֹ הרכב תגובה): תגובה של הצורה הכללית א + ב → א.ב.. דוגמה לכך היא סינתזה של סידן פחמתי מתחמוצת סידן ופחמן דו חמצני: CaO + CO₂ → CaCO₃.
  

כפי שראית, תגובת הסינתזה "משוואת מילים" (באמצעות אותיות לייצוג אטומים או מולקולות לא מוגדרים) היא א + ב → א.ב. A ו- B יכולים להיות מורכבים מאלמנטים בודדים, או לבד כיונים (כגון Na⁺) או כמולקולות דיאטומיות (כגון Cl₂). אחת או שתיהן יכולות להיות מורכבות גם מקבוצות מולקולריות, למשל NO₃^–).

• שבעה יסודות נמצאים באופן טבעי כמולקולות דיאטומיות: H₂, נ₂, O₂, פ₂, קל₂, בר₂, ואני₂.

לעיתים, תגובות קומפוזיציה יכללו יותר משני אלמנטים ויקבלו את הצורה א + ב + ג → א ב ג.

אם מישהו ביקש רשימה של תגובות כימיות בחיי היומיום, או אפילו, נניח, רק רשימה של דוגמאות לתגובה החלפה יחידה בחיי היומיום, כימאי מנוסה יכול להמשיך מאוד הרבה זמן! אך הגבלת הדיון לדוגמאות תגובה לסינתזה לבדה כמעט לא מקלקלת את הכיף. כמה תגובות שכיחות כאלה מתוארות להלן.

• שניים מהחומרים שכבר ראיתם משולבים ויוצרים מלח שולחן רגיל, נתרן כלורי: 2Na + Cl₂ → 2NaCl.
  
• התגובה של תחמוצת הסידן ופחמן הדו חמצני לעיל היא דוגמה לסוג של תגובות סינתזה הכוללות תחמוצות מתכת בשילוב עם CO₂ לייצר את הפחמתי המתכתי המתאים.
  
• מתכת מגנזיום וגז חמצן משתלבים ויוצרים תחמוצת מגנזיום: 2 מג + O₂ → 2 מגו. זוהי גם תגובת בעירה והיא חלה על מתכות שונות אחרות.
  
• סינתזה של תחמוצת אבץ (שימושי למניעת כוויות שמש באף) היא תגובת סינתזה הכוללת גם חמצון, או אובדן אלקטרונים, לעתים קרובות כתוצאה מאינטראקציה עם חמצן. התגובה המאוזנת לסינתזה זו היא 2Zn + O₂ → 2ZnO.
  
• אשלגן כלורי מגיב עם גז חמצן רגיל לייצור אשלגן כלור. זוהי גם דוגמה לתהליך כללי - שילוב של חמצן ו- a כלוריד בינארי לייצור כלור של המתכת: KCl + O₂ → KClO₃.