Chemická syntéza
Chemická syntéza v chemii znamená použití chemických reakcí k získání produktu nebo několika produktů. K tomu dochází pomocí fyzikálních a chemických manipulací. Často se používá několik různých chemických reakcí; jedna po druhé. V moderním laboratorním použití je chemická syntéza reprodukovatelná (pokud se pokus provede podruhé, bude mít stejné výsledky jako poprvé), spolehlivá (není narušena malými změnami podmínek) a zavedená pro práci ve více laboratořích.
Chemici začínají navrhovat chemickou syntézu výběrem sloučenin, které chtějí kombinovat. Tyto výchozí chemické látky se nazývají činidla nebo reaktanty. Chemici s těmito činidly provádějí různé úpravy, aby syntetizovali produkt nebo meziprodukt. To vyžaduje míchání sloučenin v reakční nádobě. Nádobou může být chemický reaktor nebo obyčejná baňka. Mnohé reakce vyžadují před izolací konečného produktu určitou formu pracovního postupu.
Množství produktu při chemické syntéze je výtěžek reakce. Obvykle se chemické výtěžky vyjadřují jako hmotnost v gramech nebo jako procento celkového teoretického množství produktu, které by mohlo vzniknout. Vedlejší reakce je probíhající nežádoucí chemická reakce, která snižuje výtěžek požadovaného produktu.
Slovo syntéza v dnešním významu jako první použil chemik Adolph Wilhelm Hermann Kolbe.
Strategie
Ve většině případů nedojde při jediné reakci k přeměně reaktantu (výchozí chemické látky) na požadovaný produkt reakce. Chemici mají mnoho strategií, jak najít nejlepší sled reakcí, aby vznikl požadovaný produkt. Při kaskádových reakcích dochází k více chemickým změnám v rámci jediného reaktantu. Při vícesložkových reakcích vzniká z jednoho reakčního produktu až 11 různých reaktantů. Při teleskopické syntéze prochází jeden reaktant více přeměnami, aniž by se po každém kroku izolovaly meziprodukty.
Organická syntéza
Organická syntéza je zvláštním typem chemické syntézy. Při organické syntéze se vytvářejí pouze organické sloučeniny. Celková syntéza složitého produktu může k dosažení cílového produktu trvat mnoho kroků. Tyto kroky mohou zabrat příliš mnoho času. Chemici chtějí mít dovednosti v organické syntéze a být schopni najít cestu syntézy s co nejmenším počtem kroků. Syntéza velmi cenných nebo složitých sloučenin vynesla chemikům, jako je Robert Burns Woodward, Nobelovu cenu za chemii.
Pokud chemická syntéza vychází ze základních laboratorních sloučenin a poskytuje něco nového, jedná se o "čistě syntetický proces". Pokud začíná od produktu izolovaného z rostlin nebo živočichů a poté přechází k nové sloučenině, syntéza se nazývá "semisyntetický proces".
Další významy
Chemickou syntézou se většinou rozumí celkový, vícestupňový postup výroby požadovaného produktu. Někdy chemici používají výraz "chemická syntéza" pouze pro přímou kombinační reakci. Při přímé kombinační reakci se dva nebo více reaktantů spojí za vzniku jediného produktu. Chemická rovnice pro přímou kombinační reakci je:
A + B → AB
kde A a B jsou prvky nebo sloučeniny a AB je sloučenina sestávající z A a B. Příklady kombinačních reakcí zahrnují:
2Na + Cl2 → 2 NaCl (vznik kuchyňské soli)
S + O2 → SO2 (vznik oxidu siřičitého)
4 Fe + 3 O2 → 2 Fe 2O3 (rezavění železa)
CO2 + H2O → H 2CO3 (oxid uhličitý se rozpouští a reaguje s vodou za vzniku kyseliny uhličité)
Čtyři speciální pravidla syntézy:
oxid kovu + H2O → kov(OH)
oxid nekovový + H2 O → kyselina oxiová
chlorid kovu + O2 → chloristan kovu
oxid kovu + CO2 → uhličitan kovu (CO3)
Související stránky
Otázky a odpovědi
Otázka: Co je to chemická syntéza?
Odpověď: Chemická syntéza je proces, při kterém se pomocí chemických reakcí získává produkt nebo více produktů.
Otázka: Co jsou to činidla nebo reaktanty?
Odpověď: Činidla nebo reaktanty jsou výchozí chemické látky používané při chemické syntéze.
Otázka: Co chemici dělají s činidly?
Odpověď: Chemici manipulují s činidly a míchají je, aby syntetizovali požadovaný produkt nebo meziprodukt.
Otázka: Jaký typ nádoby se pro tyto reakce používá?
Odpověď: Nádoba používaná pro tyto reakce může být buď chemický reaktor, nebo jednoduchá baňka.
Otázka: Jak se měří množství produktu při chemické syntéze?
Odpověď: Množství produktu vyrobeného při chemické syntéze se obvykle měří buď jako hmotnost v gramech, nebo jako procento celkového teoretického množství, které by mohlo být vyrobeno.
Otázka: Co je to vedlejší reakce?
Odpověď: Vedlejší reakce je nežádoucí chemická reakce, která snižuje výtěžek požadovaného produktu.
Otázka: Kdo poprvé použil slovo "syntéza" v jeho dnešním významu?
Odpověď: Chemik Adolph Wilhelm Hermann Kolbe byl první, kdo použil slovo "syntéza" v jeho dnešním významu.
