Химический синтез
В химии химический синтез означает использование химических реакций для получения продукта или нескольких продуктов. Это происходит путем физических и химических манипуляций. Часто используются несколько различных химических реакций; одна за другой. В современном лабораторном использовании химический синтез является воспроизводимым (если эксперимент провести второй раз, он будет иметь те же результаты, что и первый раз), надежным (не нарушенным небольшими изменениями условий) и созданным для работы в нескольких лабораториях.
Химики начинают проектировать химический синтез, выбирая соединения для объединения. Эти исходные химические вещества известны как реагенты или реактивы. Химики делают с этими реагентами различные вещи для синтеза продукта или промежуточного продукта. Это требует смешивания соединений в реакционном сосуде. Сосуд может быть химическим реактором или простой колбой. Для многих реакций необходима та или иная процедура отработки, прежде чем будет произведена изоляция конечного продукта.
Количество продукта в химическом синтезе является выходом реакции. Обычно выход продукта химического синтеза выражается в виде массы в граммах или в процентах от общего теоретического количества продукта, который может быть произведен. Побочная реакция - это нежелательная химическая реакция, которая снижает выход желаемого продукта.
Химик Адольф Вильгельм Герман Кольбе первым использовал слово синтез в его современном значении.
Стратегии
В большинстве случаев одна реакция не преобразует реагент (исходный химикат) в желаемый продукт реакции. Химики имеют много стратегий, чтобы найти наилучшую последовательность реакций для получения желаемого продукта. В каскадных реакциях в пределах одного реагента происходят многочисленные химические изменения. В многокомпонентных реакциях до 11 различных реактивов образуют один продукт реакции. При телескопическом синтезе один реагент после каждого этапа проходит через многократные превращения, не выделяя промежуточные соединения.
Органический синтез
Органический синтез - особый вид химического синтеза. В органическом синтезе создаются только органические соединения. При тотальном синтезе сложного продукта может быть сделано много шагов для достижения целевого продукта. Эти шаги могут занять слишком много времени. Химики хотят обладать навыками органического синтеза и уметь найти путь синтеза с наименьшим количеством шагов. Синтез очень ценных или сложных соединений заслужил химиков, таких как Роберт Бернс Вудворд, лауреат Нобелевской премии по химии.
Если химический синтез начинается с базовых лабораторных соединений и дает что-то новое, то это "чисто синтетический процесс". Если он начинается с продукта, выделенного из растений или животных, а затем переходит к новым соединениям, то синтез называется "полусинтетическим процессом".
Другие значения
В большинстве случаев химический синтез означает общую, многоступенчатую процедуру изготовления желаемого продукта. Иногда химики используют "химический синтез" как прямую комбинированную реакцию. В прямой комбинированной реакции два или более реагента объединяются в один продукт. Химическое уравнение для прямой комбинированной реакции:
A + B → AB
где А и В являются элементами или соединениями, а АБ - соединением, состоящим из А и В. Примеры комбинированных реакций включают в себя:
2Na + Cl2 → 2 NaCl (образование поваренной соли)
S + O2 → SO2 (образование диоксида серы)
4 Fe + 3 O2 → 2 Fe2O3 (ржавчина от железа)
CO2 + H2O → H2CO3 (углекислый газ, растворяющийся и вступающий в реакцию с водой с образованием углекислоты)
Четыре специальных правила синтеза:
окись металла + H2O → металл(OH)
неметалл-оксид + H2O → окси-кислота
металл-хлорид + O2 → металл-хлорат
окись металла + CO2 → карбонат металла (CO3)
Связанные страницы
- Химическая инженерия
- Органический синтез
Вопросы и ответы
В: Что такое химический синтез?
О: Химический синтез - это процесс использования химических реакций для получения продукта или нескольких продуктов.
В: Что такое реагенты или реактивы?
О: Реагенты или реактивы - это исходные химические вещества, используемые в химическом синтезе.
В: Что химики делают с реагентами?
О: Химики манипулируют реагентами и смешивают их, чтобы синтезировать желаемый продукт или промежуточный продукт.
В: Какой тип сосуда используется для этих реакций?
О: Сосуд, используемый для этих реакций, может быть как химическим реактором, так и простой колбой.
В: Как измеряется количество продукта в химическом синтезе?
О: Количество продукта, полученного в химическом синтезе, обычно измеряется либо как вес в граммах, либо как процент от общего теоретического количества, которое может быть получено.
В: Что такое побочная реакция?
О: Побочная реакция - это нежелательная химическая реакция, которая снижает выход желаемого продукта.
В: Кто впервые использовал слово "синтез" в его современном значении?
О: Химик Адольф Вильгельм Герман Кольбе был первым человеком, который использовал слово "синтез" в его современном значении.
