Ķīmiskās sintēzes piemērs

Sintēze ir viens no ķīmijas pamatprocesiem, kas sastāv no ķīmiskā savienojuma iegūšanas no elementiem vai vienkāršākajām vielām, kas to veido.

Veicot ķīmisko analīzi, tiek pētīts un noteikts, kuri elementi un savienojumi veido vielu. Ķīmiskā analīze atklāja, ka ūdeni, kas daudzus gadsimtus tika uzskatīts par elementu, faktiski veido ūdeņradis un skābeklis. Vienkāršos elementus un savienojumus, kas veido vielu, sauc par prekursoriem.

Ķīmiskā sintēze veic pretējo analīzei, tas ir, tā veido ķīmiskos savienojumus no to sastāvdaļām.

Ķīmiskie vienādojumi, kas ietver divu vai vairāku vielu kombināciju un kuru rezultātā veidojas viena viela kas tos pilnībā vai daļēji apvieno (un dažreiz kāds cits savienojums, ko sauc par blakusproduktu), izsaka reakcijas sintēze.

Sintēze var notikt gan organiskās, gan neorganiskās vielās.

Neorganiskā sintēze ir ļoti svarīga rūpnieciskā līmenī, jo tā ļauj iegūt vielas, kas dabiski nepastāv. dabā, tāpat kā ar tēraudu (dzelzs un oglekļa sintēze) vai bronzu (vara, alvas un dažreiz sintēze) niķelis).

Organiskajā ķīmijā sintēzes procesi notiek gan dabā, gan laboratorijās. Visi dzīvie organismi uzņem barības vielas un vielas, kuras, apvienojoties bioloģiskajos procesos, rada visus savienojumus, kas veido organismu. Šos procesus var atkārtot arī laboratorijā, un tie ir farmācijas rūpniecības pamatā kosmētiku un pārtiku, jo ir dabiskas vielas, kuras to lielās lietderības un trūkuma dēļ būtu ļoti dārga. Ķīmiskā analīze ļauj izolēt aktīvās vielas un to komponentus, savukārt ķīmiskā sintēze ļauj šīs molekulas reproducēt laboratorijā. Tāpēc šos laboratorijas radītos savienojumus sauc arī par sintētiskiem savienojumiem.

Organisko sintēzi rūpniecībā izmanto arī plastmasas, tekstilizstrādājumu un elektronisko komponentu radīšanai.

Ķīmiskās sintēzes piemērs:

Viena no visbiežāk sastopamajām neorganiskajām ķīmiskajām sintēzēm ir ūdens veidošanās. Tajā divi ūdeņraža atomi ir apvienoti ar vienu skābekli:

2H2 + O2 -> 2H2O.

Vēl viena sarežģītāka neorganiskā sintēze ir sodas veidošanās. Tajā nātrija oksīds un ūdens tiek apvienoti, iegūstot nātrija hidroksīdu:

Na2O + H2O -> 2Na (OH)

Sarežģītas sintēzes piemērs ir Aspirīna organiskā sintēze. Aspirīns ir savienojums, kas iegūts no vītolu kokā esošas dabiskas vielas, ko sauc par salicilskābi. Tas dabiski atrodas šī koka lapās un mizā, un kopš seniem laikiem to lieto kā zāles pret drudzi un iekaisumu. Salicilskābes molekulas ir organiskas skābes, kuras laboratorijā ražo no vienkāršākām vielām.

Process sākas ar benzolu. Šis organiskais savienojums ir oksigenēts, lai to pārvērstu par fenolu. Fenolu sajauc ar nātrija hidroksīda ūdens šķīdumu, kas tiek turēts silti, līdz ūdens ir pilnībā iztvaikojis. Tas ražo nātrija fenolātu. Kad produkts ir pilnībā izžuvis, to ievieto autoklāvā (spiediena katlā) un injicē oglekļa monoksīdu, kas nātrija fenolātu pārveido par nātrija salicilātu. Salicilātu balina ar cinku un pēc tam pievieno sērskābi, tādējādi nogulsnējot salicilskābes kristālus, kurus atdala ar centrifugēšanu.

Tomēr salicilskābe kairina un kaitē kuņģim, tāpēc tā ir daļa no procesa aspirīna izstrāde ir tam pievienot etiķskābi, lai tas būtu vieglāk panesams kuņģī.

Lai to panāktu, salicilskābe tiek pakļauta etiķskābes anhidrīda iedarbībai, ar kuru tā reaģē, iegūstot acetilsalicilskābi un kā blakusproduktu etiķskābi. Visbeidzot, tos atdala ar centrifugēšanu, iegūstot acetilsalicilskābes un etiķskābes kristālus, blakusproduktu, kas tiek atkārtoti izmantots.