Exempel på kemisk syntes

Att studera kemiska reaktioner och förhållandena som påverkar deras progression är det främsta problemet för hela kemidisciplinen. En kemisk reaktion är skapandet av ett eller flera nya ämnen från en eller flera existerande; de förra kallas produkter och de senare reaktanterna.

Ofta är syftet med kemister att, ja, göra saker. Formellt är denna process känd som syntes, och den inträffar utan mänsklig inmatning i kroppen i form av biosyntes. Reaktionerna associerade med att skapa en ny förening från flera befintliga ämnen kallas syntesreaktioner, och exempel på dessa finns i överflöd i vardagen, från industriella miljöer till akademiska kemilaboratorier.

De fem grundläggande typerna av kemiska reaktioner beskrivs kort nedan. Vissa reaktioner kan vara av mer än en typ, som du snart kommer att se.

• Sönderdelningsreaktion: Denna typ av reaktion har den allmänna formen AB → A + B. Ett exempel är nedbrytningen av väteperoxid i vatten och syre: 2H₂O₂ → 2H₂O + O₂.
  
• Förbränningsreaktion: I dessa reaktioner reagerar en reaktant, kallad bränsle, med syrgas, O
  ₂ (en syreatom bunden till en annan). Ofta är resultatet synligt som eld.
• Reaktion med enstaka förskjutning (eller enstaka ersättare): Dessa reaktioner involverar en reaktant som "poaching" från en annan. Den allmänna formen är A + före Kristus → AB + C.
• Dubbel förskjutning (eller dubbel ersättning) reaktion: Dessa är "affärer" av formuläret AB + CD → AD + före Kristus.
• Syntesreaktion (även kallad a kombination eller sammansättning reaktion): En reaktion av allmän form A + B → AB. Ett exempel är syntesen av kalciumkarbonat från kalciumoxid och koldioxid: CaO + CO₂ → CaCO₃.
  

Som du såg är syntesreaktionen "ordekvation" (med hjälp av bokstäver för att representera ospecificerade atomer eller molekyler) A + B → AB. A och B kan bestå av enskilda element, antingen ensamma som joner (såsom Na⁺) eller som diatomiska molekyler (såsom Cl₂). En eller båda kan också bestå av molekylära grupper, t.ex. NO₃^–).

• Sju element finns naturligt som diatomiska molekyler: H₂, N₂, O₂, F₂Cl₂Br₂, och jag₂.

Ibland kommer kompositionsreaktioner att innehålla mer än två element och anta formen A + B + C → ABC.

Om någon bad om en lista över kemiska reaktioner i vardagen, eller till och med, säg bara en lista över enstaka reaktionsexempel i vardagen, kan en erfaren kemist fortsätta mycket länge sedan! Men att bara begränsa diskussionen till syntesreaktionsexempel förstör knappast kul. Några vanliga sådana reaktioner beskrivs nedan.

• Två av de ämnen du redan har sett kombineras till vanligt bordssalt, natriumklorid: 2Na + Cl₂ → 2NaCl.
  
• Reaktionen av kalciumoxid och koldioxid ovan är ett exempel på en klass av syntesreaktioner som involverar metalloxider i kombination med CO₂ för att producera motsvarande metalliskt karbonat.
  
• Magnesiummetall och syrgas kombineras för att bilda magnesiumoxid: 2Mg + O₂ → 2MgO. Detta är också en förbränningsreaktion och gäller olika andra metaller.
  
• Syntesen av zinkoxid (praktiskt för att förhindra solbränna i näsan) är en syntesreaktion som också involverar oxidation eller förlust av elektroner, ofta som ett resultat av interaktion med syre. Den balanserade reaktionen för denna syntes är 2Zn + O₂ → 2ZnO.
  
• Kaliumklorid reagerar med vanlig syrgas för att producera kaliumklorat. Detta är också ett exempel på en allmän process - kombinationen av syre och en binär klorid för att producera ett klorat av metallen: KCl + O₂ → KClO₃.