Beispiel für eine chemische Synthese

Die Synthese ist einer der grundlegenden Prozesse der Chemie, die darin besteht, eine chemische Verbindung aus den Elementen oder den einfachsten Substanzen, aus denen sie besteht, zu gewinnen.

Durch chemische Analyse wird untersucht und bestimmt, aus welchen Elementen und Verbindungen ein Stoff besteht. Chemische Analysen ergaben, dass Wasser, das viele Jahrhunderte lang als Element galt, tatsächlich aus Wasserstoff und Sauerstoff besteht. Die einfachen Elemente und Verbindungen, aus denen ein Stoff besteht, werden Vorläufer genannt.

Die chemische Synthese macht das Gegenteil der Analyse, das heißt, sie baut chemische Verbindungen aus ihren konstituierenden Vorläufern auf.

Chemische Gleichungen, die die Kombination von zwei oder mehr Stoffen beinhalten und die zur Bildung eines Stoffes führen die sie ganz oder teilweise kombiniert (und manchmal eine andere Verbindung, die als Nebenprodukt bezeichnet wird), drücken Reaktionen von Synthese.

Die Synthese kann sowohl in organischen als auch in anorganischen Stoffen erfolgen.

Die anorganische Synthese ist auf industrieller Ebene sehr wichtig, da sie die Gewinnung von Substanzen ermöglicht, die in der Natur nicht vorkommen. in der Natur, wie bei Stahl (Synthese von Eisen und Kohlenstoff) oder Bronze (Synthese von Kupfer, Zinn und manchmal Nickel).

In der organischen Chemie finden Syntheseprozesse sowohl in der Natur als auch im Labor statt. Alle lebenden Organismen nehmen Nährstoffe und Substanzen auf, die, wenn sie in biologischen Prozessen kombiniert werden, alle Verbindungen ergeben, aus denen ein Organismus besteht. Diese Prozesse lassen sich auch im Labor nachbilden und sind die Grundlage der pharmazeutischen Industrie, von Kosmetik und Lebensmittel, da es Naturstoffe gibt, die aufgrund ihres großen Nutzens und ihrer Knappheit sehr teuer. Die chemische Analyse ermöglicht die Isolierung der Wirkstoffe und ihrer Bestandteile, während die chemische Synthese die Reproduktion dieser Moleküle im Labor ermöglicht. Aus diesem Grund werden diese im Labor hergestellten Verbindungen auch als synthetische Verbindungen bezeichnet.

Auch in der Industrie wird die organische Synthese zur Herstellung von Kunststoffen, Textilien und elektronischen Bauteilen eingesetzt.

Beispiel für eine chemische Synthese:

Eine der häufigsten anorganisch-chemischen Synthesen ist die Wasserbildung. Darin werden zwei Wasserstoffatome mit einem Sauerstoff kombiniert:

2H2 + O2 -> 2H2O.

Eine andere komplexere anorganische Synthese ist die Bildung von Soda. Darin werden Natriumoxid und Wasser kombiniert, wodurch Natriumhydroxid entsteht:

Na2O + H2O -> 2Na (OH)

Ein Beispiel für eine komplexe Synthese ist die organische Synthese von Aspirin. Aspirin ist eine Verbindung, die aus einer natürlichen Substanz des Weidenbaums, der sogenannten Salicylsäure, gewonnen wird. Es kommt natürlich in den Blättern und der Rinde dieses Baumes vor und wird seit der Antike als Heilmittel gegen Fieber und Entzündungen verwendet. Salicylsäuremoleküle sind organische Säuren, die im Labor aus einfacheren Substanzen hergestellt werden.

Der Prozess beginnt mit Benzol. Diese organische Verbindung wird mit Sauerstoff angereichert, um sie in Phenol umzuwandeln. Das Phenol wird mit einer wässrigen Lösung von Natriumhydroxid vermischt, die warm gehalten wird, bis das Wasser vollständig verdampft ist. Dabei entsteht Natriumphenolat. Sobald das Produkt vollständig getrocknet ist, wird es in einen Autoklaven (Schnellkochtopf) gegeben und es wird Kohlenmonoxid injiziert, das Natriumphenolat in Natriumsalicylat umwandelt. Das Salicylat wird mit Zink gebleicht und dann wird Schwefelsäure zugegeben, wodurch die Salicylsäurekristalle ausgefällt werden, die durch Zentrifugieren abgetrennt werden.

Salicylsäure ist jedoch reizend und magenschädigend, also Teil des Prozesses für Die Ausarbeitung von Aspirin besteht darin, ein Essigsäureradikal hinzuzufügen, damit es im Körper besser verträglich ist Bauch.

Um dies zu erreichen, wird Salicylsäure der Einwirkung von Essigsäureanhydrid ausgesetzt, mit dem sie reagiert, wobei Acetylsalicylsäure und als Nebenprodukt Essigsäure entsteht. Schließlich werden sie durch Zentrifugation getrennt, wobei Kristalle von Acetylsalicylsäure und Essigsäure erhalten werden, ein Nebenprodukt, das wiederverwendet wird.