Приклади хімічного синтезу

Вивчення хімічних реакцій та умов, що впливають на їх розвиток, є головним завданням усієї хімічної дисципліни. Хімічна реакція - це створення однієї або декількох нових речовин з однієї або декількох існуючих; перші називаються продуктами, а другі - реагентами.

Часто мета хіміків полягає в тому, щоб, ну, зробити щось. Формально цей процес відомий як синтез, і він відбувається без участі людини в організмі у формі біосинтезу. Називаються реакції, пов'язані зі створенням нової сполуки з безлічі існуючих речовин реакції синтезу, і прикладів їх багато в повсякденному житті, від промислових установ до академічних хімічних лабораторій.

П'ять основних типів хімічних реакцій коротко описані нижче. Як ви скоро побачите, деякі реакції можуть бути декількох типів.

• Реакція розкладання: Цей вид реакції має загальну форму AB → A + B. Прикладом є розкладання перекису водню на воду та кисень: 2H₂О₂ → 2Н₂O + O₂.
  
• Реакція горіння: У цих реакціях один реагент, який називається паливом, реагує з газоподібним киснем, O
  ₂ (один атом кисню зв’язаний з іншим). Часто результат видно як вогонь.
• Реакція одноразового витіснення (або одноразової заміни): Ці реакції включають одне реагування "браконьєрства" з іншого. Загальна форма така A + Е → AB + C..
• Реакція подвійного витіснення (або подвійного заміщення): це "торги" форми AB + CD → Н.е. + Е.
• Реакція синтезу (також звана а комбінація або склад реакція): реакція загальної форми A + B → AB. Прикладом є синтез карбонату кальцію з оксиду кальцію та вуглекислого газу: CaO + CO₂ → CaCO₃.
  

Як ви бачили, реакція синтезу "рівняння слова" (з використанням літер для представлення неуточнених атомів або молекул) є A + B → AB. А і В можуть складатися з окремих елементів, або окремо у вигляді іонів (таких як Na⁺) або як двоатомні молекули (наприклад, Cl₂). Один або обидва можуть також складатися з молекулярних груп, наприклад, NO₃^–).

• Сім елементів у природі зустрічаються як двоатомні молекули: H₂, N₂, О₂, Ф₂, Кл₂, Br₂, і я₂.

Іноді реакції складу включатимуть більше двох елементів і набуватимуть форми A + B + C. → ABC.

Якби хтось запитав список хімічних реакцій у повсякденному житті, або навіть, скажімо, просто список приклади реакцій на заміну в повсякденному житті досвідчений хімік може продовжувати дуже довгий час! Але обмеження обговорення лише прикладами реакцій синтезу навряд чи зіпсує задоволення. Декілька поширених таких реакцій описані нижче.

• Дві речовини, які ви вже бачили, поєднуються, утворюючи звичайну кухонну сіль, хлорид натрію: 2Na + Cl₂ → 2NaCl.
  
• Реакція оксиду кальцію та діоксиду вуглецю, наведена вище, є прикладом класу реакцій синтезу, що включає оксиди металів, що поєднуються з CO₂ для отримання відповідного карбонату металу.
  
• Метал магнію та газ кисню поєднуються, утворюючи оксид магнію: 2Mg + O₂ → 2MgO. Це також реакція горіння і стосується різних інших металів.
  
• Синтез оксиду цинку (зручний для запобігання сонячним опікам у носі) - це реакція синтезу, яка також включає окислення або втрату електронів, часто в результаті взаємодії з киснем. Збалансованою реакцією цього синтезу є 2Zn + O₂ → 2ZnO.
  
• Хлорид калію реагує зі звичайним газом кисню, утворюючи хлорат калію. Це також приклад загального процесу - поєднання кисню та а бінарний хлорид для отримання хлорату металу: KCl + O₂ → KClO₃.