Primjer kemijske sinteze

Sinteza je jedan od osnovnih kemijskih procesa koji se sastoji u dobivanju kemijskog spoja iz elemenata ili najjednostavnijih tvari koje ga čine.

Kemijskom analizom proučava se i utvrđuje koji elementi i spojevi tvore tvar. Kemijska analiza otkrila je da se voda, koja se tijekom mnogih stoljeća smatrala elementom, zapravo sastoji od vodika i kisika. Jednostavni elementi i spojevi koji tvore tvar nazivaju se pretečama.

Kemijska sinteza čini suprotno od analize, odnosno gradi kemijske spojeve iz njihovih sastavnih prekursora.

Kemijske jednadžbe koje uključuju kombinaciju dviju ili više tvari i koje rezultiraju stvaranjem jedne tvari koja ih kombinira u potpunosti ili djelomično (a ponekad i neki drugi spoj, koji se naziva nusproizvod), izražavaju reakcije sinteza.

Sinteza se može dogoditi i u organskim i u anorganskim tvarima.

Anorganska sinteza vrlo je važna na industrijskoj razini, jer omogućuje dobivanje tvari koje prirodno ne postoje. u prirodi, kao u slučaju čelika (sinteza željeza i ugljika), ili bronce (sinteza bakra, kositra i ponekad nikla).

U organskoj kemiji procesi sinteze se javljaju i u prirodi i u laboratorijima. Svi živi organizmi uzimaju hranjive sastojke i tvari koje, kada se kombiniraju u biološkim procesima, daju sve spojeve koji čine organizam. Ti se postupci također mogu ponoviti u laboratoriju i temelj su farmaceutske industrije u Zagrebu kozmetike i hrane, jer postoje prirodne tvari koje bi, zbog njihove velike korisnosti i oskudice, bile vrlo skup. Kemijska analiza omogućuje izoliranje aktivnih tvari i njihovih komponenata, dok kemijska sinteza omogućuje reprodukciju tih molekula u laboratoriju. Zato se ovi laboratorijski stvoreni spojevi nazivaju i sintetičkim spojevima.

Organska sinteza također se koristi u industriji za stvaranje plastike, tekstila i elektroničkih komponenata.

Primjer kemijske sinteze:

Jedna od najčešćih anorganskih kemijskih sinteza je ona stvaranja vode. U njemu se dva atoma vodika kombiniraju s jednim kisikom:

2H2 + O2 -> 2H2O.

Druga složenija anorganska sinteza je stvaranje sode. U njemu se kombiniraju natrijev oksid i voda, što rezultira natrijevim hidroksidom:

Na2O + H2O -> 2Na (OH)

Primjer složene sinteze je organska sinteza Aspirina. Aspirin je spoj dobiven iz prirodne tvari u vrbi, koja se naziva salicilna kiselina. Prirodno se nalazi u lišću i kori ovog stabla, a od davnina se koristi kao lijek protiv vrućice i upala. Molekule salicilne kiseline su organske kiseline koje se u laboratoriju proizvode iz jednostavnijih tvari.

Proces započinje s benzenom. Ovaj organski spoj se kisikom pretvara u fenol. Fenol se pomiješa s vodenom otopinom natrijeva hidroksida, koja se održava vrućom dok voda potpuno ne ispari. Tako nastaje natrijev fenolat. Nakon što se proizvod potpuno osuši, stavlja se u autoklav (lonac pod tlakom) i ubrizgava se ugljični monoksid koji natrijev fenolat pretvara u natrijev salicilat. Salicilat se izbjeljuje cinkom, a zatim se dodaje sumporna kiselina, čime se talože kristali salicilne kiseline, koji se odvajaju centrifugiranjem.

Međutim, salicilna kiselina iritira i šteti želucu, pa je dio procesa za razrada aspirina je dodavanje octenog radikala kako bi bio podnošljiviji u trbuh.

Da bi se to postiglo, salicilna kiselina se podvrgava djelovanju anhidrida octene kiseline, s kojim reagira, stvarajući acetilsalicilnu kiselinu i kao nusproizvod octenu kiselinu. Na kraju se razdvajaju centrifugiranjem, dobivajući kristale acetilsalicilne kiseline i octene kiseline, nusproizvoda koji se ponovno koristi.