Sintesi chimica
In chimica, sintesi chimica significa utilizzare reazioni chimiche per ottenere un prodotto, o più prodotti. Questo avviene per mezzo di manipolazioni fisiche e chimiche. Spesso si usano diverse reazioni chimiche, una dopo l'altra. Nell'uso moderno dei laboratori, una sintesi chimica è riproducibile (se l'esperimento viene fatto una seconda volta, avrà gli stessi risultati della prima volta), affidabile (non interrotta da piccoli cambiamenti nelle condizioni), e stabilita per lavorare in più laboratori.
I chimici iniziano a progettare una sintesi chimica selezionando i composti da combinare. Queste sostanze chimiche di partenza sono note come reagenti o reagenti. I chimici fanno varie cose a questi reagenti per sintetizzare il prodotto, o un prodotto intermedio. Ciò richiede la miscelazione dei composti in un recipiente di reazione. Il recipiente può essere un reattore chimico o un semplice pallone. Molte reazioni richiedono una qualche forma di procedura di work-up prima che il prodotto finale venga isolato.
La quantità di prodotto in una sintesi chimica è la resa della reazione. Tipicamente, le rese chimiche sono espresse come peso in grammi o come percentuale della quantità teorica totale di prodotto che potrebbe essere prodotta. Una reazione laterale è una reazione chimica indesiderata che ha luogo e che riduce la resa del prodotto desiderato.
Il chimico Adolph Wilhelm Hermann Kolbe fu il primo ad usare la parola sintesi nel suo significato attuale.
Strategie
Nella maggior parte dei casi, una singola reazione non trasforma un reagente (sostanza chimica di partenza) nel prodotto di reazione desiderato. I chimici hanno molte strategie per trovare la migliore sequenza di reazioni per realizzare il prodotto desiderato. Nelle reazioni a cascata si verificano molteplici cambiamenti chimici all'interno di un singolo reagente. Nelle reazioni multicomponente fino a 11 diversi reagenti formano un unico prodotto di reazione. In una sintesi telescopica, un reagente passa attraverso molteplici trasformazioni senza isolare gli intermedi dopo ogni fase.
Sintesi organica
La sintesi organica è un tipo speciale di sintesi chimica. Nella sintesi organica si creano solo composti organici. La sintesi totale di un prodotto complesso può richiedere molti passaggi per raggiungere il prodotto obiettivo. Questi passi possono richiedere troppo tempo. I chimici vogliono avere abilità nella sintesi organica ed essere in grado di trovare un percorso di sintesi con il minor numero di passi. La sintesi di composti molto preziosi o difficili si è guadagnata i chimici, come Robert Burns Woodward, premio Nobel per la chimica.
Se una sintesi chimica parte da composti di base di laboratorio e produce qualcosa di nuovo, si tratta di un "processo puramente sintetico". Se parte da un prodotto isolato da piante o animali e poi procede verso un nuovo composto, la sintesi viene chiamata "processo semisintetico".
Altri significati
La maggior parte delle volte, sintesi chimica significa la procedura generale, in molti passaggi, per la realizzazione di un prodotto desiderato. A volte, i chimici usano la "sintesi chimica" per indicare solo una reazione di combinazione diretta. In una reazione a combinazione diretta, due o più reagenti si combinano per formare un unico prodotto. L'equazione chimica per una reazione a combinazione diretta è:
A + B → AB
dove A e B sono elementi o composti, e AB è un composto composto composto da A e B. Esempi di reazioni combinate includono:
2Na + Cl2 → 2 NaCl (formazione di sale da cucina)
S + O2 → SO2 (formazione di anidride solforosa)
4 Fe + 3 O2 → 2 Fe2O3 (ruggine del ferro)
CO2 + H2O → H2CO3 (anidride carbonica che si scioglie e reagisce con l'acqua formando acido carbonico)
Quattro speciali regole di sintesi sono:
ossido di metallo + H2O → metallo(OH)
ossido non metallico + H2O → acido osseo
metallo-cloruro + O2 → metallo-clorato
ossido di metallo + CO2 → carbonato di metallo (CO3)
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Domande e risposte
D: Che cos'è la sintesi chimica?
R: La sintesi chimica è il processo di utilizzo delle reazioni chimiche per ottenere un prodotto o più prodotti.
D: Cosa sono i reagenti?
R: I reagenti o reattanti sono le sostanze chimiche di partenza utilizzate in una sintesi chimica.
D: Cosa fanno i chimici ai reagenti?
R: I chimici manipolano e mescolano i reagenti per sintetizzare il prodotto desiderato o un prodotto intermedio.
D: Che tipo di recipiente viene utilizzato per queste reazioni?
R: Il recipiente utilizzato per queste reazioni può essere un reattore chimico o un semplice pallone.
D: Come si misura la quantità di prodotto in una sintesi chimica?
R: La quantità di prodotto prodotta in una sintesi chimica è tipicamente misurata come peso in grammi, oppure come percentuale della quantità teorica totale che potrebbe essere prodotta.
D: Che cos'è una reazione secondaria?
R: Una reazione secondaria è una reazione chimica indesiderata che ha luogo e che riduce la resa del prodotto desiderato.
D: Chi ha usato per la prima volta la parola "sintesi" nel suo significato attuale?
R: Il chimico Adolph Wilhelm Hermann Kolbe è stato il primo ad utilizzare la parola "sintesi" con il suo significato attuale.
