Kemiallisen synteesin esimerkki

Synteesi on yksi kemian perusprosesseista, joka koostuu kemiallisen yhdisteen saamisesta sen muodostavista alkuaineista tai yksinkertaisimmista aineista.

Kemiallisen analyysin avulla tutkitaan ja määritetään, mitkä alkuaineet ja yhdisteet muodostavat aineen. Kemiallinen analyysi paljasti, että vesi, jota vuosisatojen ajan pidettiin alkuaineena, koostuu vedystä ja hapesta. Aineen muodostavia yksinkertaisia ​​alkuaineita ja yhdisteitä kutsutaan esiasteiksi.

Kemiallinen synteesi tekee päinvastoin kuin analyysi, eli rakentaa kemiallisia yhdisteitä niiden muodostavista esiasteista.

Kemialliset yhtälöt, joihin liittyy kahden tai useamman aineen yhdistelmä ja jotka johtavat yhden aineen muodostumiseen joka yhdistää ne kokonaan tai osittain (ja joskus jonkin muun yhdisteen, jota kutsutaan sivutuotteeksi), ilmaisee reaktioita synteesi.

Synteesi voi tapahtua sekä orgaanisissa että epäorgaanisissa aineissa.

Epäorgaaninen synteesi on erittäin tärkeää teollisella tasolla, koska se mahdollistaa sellaisten aineiden saamisen, joita ei ole luonnossa. luonnossa, kuten teräksen (raudan ja hiilen synteesi) tai pronssin (kuparin, tinan ja joskus synteesin) tapauksessa nikkeli).

Orgaanisessa kemiassa synteesiprosesseja tapahtuu sekä luonnossa että laboratorioissa. Kaikki elävät organismit ottavat ravinteita ja aineita, jotka yhdistettynä biologisiin prosesseihin tuottavat kaikki yhdisteet, jotka muodostavat organismin. Nämä prosessit voidaan toistaa myös laboratoriossa, ja ne ovat lääketeollisuuden perusta kosmetiikka ja ruoka, koska on olemassa luonnollisia aineita, jotka niiden suuren hyödyllisyyden ja niukkuuden vuoksi olisivat hyvin kallis. Kemiallinen analyysi mahdollistaa aktiivisten aineiden ja niiden komponenttien eristämisen, kun taas kemiallinen synteesi mahdollistaa näiden molekyylien lisääntymisen laboratoriossa. Siksi näitä laboratorion luomia yhdisteitä kutsutaan myös synteettisiksi yhdisteiksi.

Orgaanista synteesiä käytetään myös teollisuudessa muovien, tekstiilien ja elektronisten komponenttien luomiseen.

Esimerkki kemiallisesta synteesistä:

Yksi yleisimmistä epäorgaanisista kemiallisista synteeseistä on veden muodostuminen. Siinä kaksi vetyatomia yhdistetään yhden hapen kanssa:

2H2 + O2 -> 2H20.

Toinen monimutkaisempi epäorgaaninen synteesi on soodan muodostuminen. Siinä yhdistetään natriumoksidi ja vesi, jolloin saadaan natriumhydroksidi:

Na2O + H20 -> 2Na (OH)

Esimerkki monimutkaisesta synteesistä on aspiriinin orgaaninen synteesi. Aspiriini on yhdiste, joka on peräisin pajupuusta löydetystä luonnollisesta aineesta, jota kutsutaan salisyylihapoksi. Se löytyy luonnollisesti tämän puun lehdistä ja kuoresta, ja sitä on käytetty muinaisista ajoista lähtien kuumeen ja tulehduksen lääkkeeksi. Salisyylihappomolekyylit ovat orgaanisia happoja, joita tuotetaan laboratoriossa yksinkertaisemmista aineista.

Prosessi alkaa bentseenistä. Tämä orgaaninen yhdiste hapetetaan sen muuttamiseksi fenoliksi. Fenoli sekoitetaan natriumhydroksidin vesiliuokseen, jota pidetään lämpimänä, kunnes vesi on täysin haihtunut. Tämä tuottaa natriumfenolaattia. Kun tuote on täysin kuiva, se laitetaan autoklaaviin (painekattilaan) ja siihen ruiskutetaan hiilimonoksidia, joka muuttaa natriumfenolaatin natriumsalisylaatiksi. Salisylaatti valkaistaan ​​sinkillä ja sitten lisätään rikkihappoa saostamalla siten salisyylihappokiteet, jotka erotetaan sentrifugoimalla.

Salisyylihappo kuitenkin ärsyttää ja vahingoittaa vatsaa, joten osa prosessia aspiriinin valmistuksen tarkoituksena on lisätä siihen etikka radikaali niin, että se on siedettävämpi vatsa.

Tämän saavuttamiseksi salisyylihappo altistetaan etikkahappoanhydridille, jonka kanssa se reagoi, tuottaen asetyylisalisyylihappoa ja sivutuotteena etikkahappoa. Lopuksi ne erotetaan sentrifugoimalla, jolloin saadaan uudelleenkäytetyn sivutuotteen asetyylisalisyylihapon ja etikkahapon kiteitä.