Inhoud
Synthese is een van de vier belangrijkste soorten chemische reacties en het treedt op wanneer twee of meer stoffen - elementen of verbindingen - samenkomen om een nieuwe verbinding op te leveren. Dat betekent dat de reactie meer dan één reactant omvat en in het algemeen slechts één product dat elk element van de reactanten bevat. Veel belangrijke chemische reacties zijn synthesereacties.
Synthese van metaaloxiden
Een belangrijke synthesereactie die in de natuur voorkomt, is die van een metaal en een zuurstofmolecuul om een metaaloxide te vormen. Deze reactie is ook een oxidatiereactie en is de eerste stap in de corrosie van een metaal. Aangezien zuurstof een natuurlijke component van lucht is, reageert het met het bovenoppervlak van metalen en vormt een nieuwe laag metaaloxide. Om dit fenomeen te bestrijden, zijn sommige materialen gemaakt met een beschermende laag metaaloxide die het oppervlak al bedekt. Een voorbeeld van de synthese van een metaaloxide is 2Mg + O2 -> 2MgO, waarin magnesium reageert met zuurstof om magnesiumoxide te produceren.
Synthese van metaalhydroxiden
De tweede stap in het corrosieproces is ook een synthesereactie. In deze stap reageert het metaaloxide met water om een metaalhydroxide te vormen. De meest bekende reactie van dit type is de vorming van roest. Nadat ijzer heeft gereageerd met een zuurstofmolecuul, reageert het nieuw gevormde ijzeroxide met water om gehydrateerd ijzeroxide te produceren, wat een andere naam is voor roest. Een ander voorbeeld is de reactie van magnesiumoxide met water om magnesiumhydroxide te vormen, hetgeen wordt gegeven door de vergelijking MgO + H2O -> Mg (OH) 2.
Synthese van zouten
Zouten zijn ionische verbindingen die worden gevormd wanneer een element uiterst links van het periodiek systeem - de belangrijkste groep metalen - wordt gecombineerd met niet-metalen uiterst rechts in het periodiek systeem. De vergelijking 2Na + Cl2 -> 2NaCl vertegenwoordigt bijvoorbeeld de reactie van natrium en chloride om het zoute natriumchloride te vormen. Deze reactie kan plaatsvinden wanneer natrium in vaste toestand is met chloorgas, maar een vergelijkbare reactie treedt op wanneer natrium en chloor worden opgelost in water. In dit geval zijn de reactanten ionen en is de vergelijking Na + + Cl- -> NaCl.
Synthese van ammoniak
De synthese van ammoniak is een significante reactie waarvan de vergelijking N2 + 3H2 -> NH3 is. Ammoniak is belangrijk omdat het wordt gebruikt in kunstmest, maar de synthesereactie werd ontwikkeld door Fritz Haber - daarom is het ook bekend als het Haber-proces - tijdens de Tweede Wereldoorlog om explosieven te produceren. Haber was een Duitse chemicus met de twijfelachtige titel 'Vader van chemische oorlogsvoering'. Het Haber-proces moet worden uitgevoerd bij hoge druk en temperatuur en vereist een katalysator, een stof die de reactiesnelheid verhoogt zonder zelf een reactant te zijn.