Chemische synthese
In de chemie betekent chemische synthese het gebruik van chemische reacties om een product, of meerdere producten, te verkrijgen. Dit gebeurt door fysieke en chemische manipulaties. Vaak worden verschillende chemische reacties gebruikt; de een na de ander. In het moderne laboratoriumgebruik is een chemische synthese reproduceerbaar (als het experiment een tweede keer wordt uitgevoerd, heeft het dezelfde resultaten als de eerste keer), betrouwbaar (niet verbroken door kleine veranderingen in de omstandigheden), en gevestigd om in meerdere laboratoria te werken.
Scheikundigen beginnen een chemische synthese te ontwerpen door verbindingen te selecteren om te combineren. Deze startchemicaliën staan bekend als reagentia of reactanten. Scheikundigen doen verschillende dingen aan deze reagentia om het product, of een tussenproduct, te synthetiseren. Dit vereist het mengen van de verbindingen in een reactievat. Het vat kan een chemische reactor zijn of een eenvoudige kolf. Veel reacties vereisen een of andere vorm van bewerking voordat het eindproduct wordt geïsoleerd.
De hoeveelheid product in een chemische synthese is het reactievermogen. Gewoonlijk worden chemische opbrengsten uitgedrukt als een gewicht in gram of als een percentage van de totale theoretische hoeveelheid product die zou kunnen worden geproduceerd. Een nevenreactie is een ongewenste chemische reactie die plaatsvindt en die de opbrengst van het gewenste product vermindert.
De chemicus Adolph Wilhelm Hermann Kolbe was de eerste die het woord synthese in zijn huidige betekenis gebruikte.
Strategieën
In de meeste gevallen zal een enkele reactie een reactant (startchemie) niet omzetten in het gewenste reactieproduct. Chemici hebben veel strategieën om de beste volgorde van reacties te vinden om het gewenste product te maken. Bij cascadereacties vinden er meerdere chemische veranderingen plaats binnen een enkele reactant. Bij meercomponentenreacties vormen tot 11 verschillende reactanten een enkel reactieproduct. Bij een telescopische synthese ondergaat één reactant meerdere transformaties zonder dat er na elke stap tussenproducten worden geïsoleerd.
Organische synthese
Organische synthese is een speciale vorm van chemische synthese. Bij de organische synthese ontstaan alleen organische verbindingen. Bij de totale synthese van een complex product kunnen vele stappen genomen worden om het doelproduct te bereiken. Deze stappen kunnen te veel tijd in beslag nemen. Scheikundigen willen de vaardigheid in organische synthese hebben en in staat zijn om een synthese pad te vinden met het minste aantal stappen. De synthese van zeer waardevolle of moeilijke verbindingen heeft scheikundigen verdiend, zoals Robert Burns Woodward, de Nobelprijs voor de Scheikunde.
Als een chemische synthese begint met elementaire laboratoriumverbindingen en iets nieuws oplevert, is het een "puur synthetisch proces". Als het begint met een product dat geïsoleerd is van planten of dieren en vervolgens overgaat tot een nieuwe verbinding, wordt de synthese een "semisynthetisch proces" genoemd.
Andere betekenissen
Meestal betekent chemische synthese de algemene, vele stappen procedure voor het maken van een gewenst product. Soms gebruiken chemici "chemische synthese" om slechts een directe combinatiereactie te bedoelen. In een directe combinatiereactie vormen twee of meer reactanten samen één product. De chemische formule voor een directe combinatiereactie is:
A + B → AB
waarbij A en B elementen of verbindingen zijn, en AB een verbinding is die bestaat uit A en B. Voorbeelden van combinatiereacties zijn onder andere:
2Na + Cl2 → 2 NaCl (vorming van tafelzout)
S + O2 → SO2 (vorming van zwaveldioxide)
4 Fe + 3 O2 → 2 Fe2O3 (ijzerroest)
CO2 + H2O → H2CO3 (kooldioxide dat oplost en met water reageert tot koolzuur)
Vier speciale syntheseregels zijn:
metaal-oxide + H2O → metaal (OH)
niet-metaaloxide + H2O → oxi-zuur
metaalchloride + O2 → metaalchloraat
metaal-oxide + CO2 → metaalcarbonaat (CO3)
Gerelateerde pagina's
Vragen en antwoorden
V: Wat is chemische synthese?
A: Chemische synthese is het proces waarbij chemische reacties worden gebruikt om een product of meerdere producten te produceren.
V: Wat zijn reagentia of reactanten?
A: Reagentia of reactanten zijn de uitgangsstoffen die in een chemische synthese worden gebruikt.
V: Wat doen chemici met de reagentia?
A: Chemici manipuleren en mengen de reagentia om het gewenste product of een tussenproduct te synthetiseren.
V: Welk type vat wordt voor deze reacties gebruikt?
A: Het vat dat voor deze reacties wordt gebruikt, kan een chemische reactor of een eenvoudige kolf zijn.
V: Hoe wordt de hoeveelheid product in een chemische synthese gemeten?
A: De hoeveelheid geproduceerd product in een chemische synthese wordt meestal gemeten als gewicht in grammen, of als percentage van de totale theoretische hoeveelheid die kan worden geproduceerd.
V: Wat is een nevenreactie?
A: Een nevenreactie is een ongewenste chemische reactie die de opbrengst van het gewenste product vermindert.
V: Wie gebruikte voor het eerst het woord "synthese" in zijn huidige betekenis?
A: De chemicus Adolph Wilhelm Hermann Kolbe was de eerste die "synthese" gebruikte in de huidige betekenis.
