Reação de síntese: tipos, fatores, exemplos - Ciência - 2023

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Reação de síntese: tipos, fatores, exemplos - Ciência
Reação de síntese: tipos, fatores, exemplos - Ciência

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o reação de síntese É aquele em que dois ou mais reagentes reagem para poder originar, quantitativamente, um ou mais produtos, seja em escala laboratorial ou industrial. É uma das reações mais fundamentais da química, e seus tipos e designs beiram o infinito.

De forma genérica, pode ser representado com a forma: A + B → C. Em uma reação de síntese simples, um reagente A reage com outro reagente B para produzir um produto C. Diz-se que consiste em uma única etapa. No entanto, pode acontecer que A deva reagir primeiro com E, seguido de F e, finalmente, com G (outros reagentes), para se tornar o produto C; ou seja, a mesma reação ocorre em várias etapas.

Independentemente de ser uma etapa única ou várias, todas as reações de síntese são baseadas na eficácia (termodinâmica e cinética) com a qual os reagentes reagem para se tornarem produtos, bem como no desempenho experimental. É desejável que uma reação de síntese prossiga com sucesso e produza tantos produtos quanto possível.


Tipos de reações de síntese

Único ou múltiplo

As reações sintéticas não são inteiramente fáceis de classificar. Pode ser uma questão de julgamento do químico. Por quê? Suponha novamente a reação múltipla discutida acima:

A + E → P1

P1 + F → P2

P2 + G → C

Sendo P1 E P2 produtos intermediários que não são de interesse. A reação de síntese do produto ou composto C, partindo de A como reagente principal (reagente limite ou limitante), é múltipla ou complexa, pois ocorre em várias etapas, das quais participam outros reagentes: E, F e G.

Cada uma das três reações anteriores pode consistir em um tipo de reação química em si. Ou seja, uma reação de síntese pode ser qualquer outro tipo de reação química (duplo deslocamento, redox, combustão, neutralização, nitração, substituição, etc.), desde que dê origem a um produto e tenha um desempenho experimental associado.


Então:

A + E → P1

Pode ser visto como uma reação de síntese simples para o produto P1, independentemente do tipo de reação. E da mesma forma:

P1 + F → P2

É outra reação de síntese simples para o produto P2.

Inorgânico ou orgânico

As reações sintéticas podem ser de qualquer tipo no que diz respeito à natureza da reação e seu mecanismo molecular. No entanto, eles podem ser divididos de acordo com a natureza química dos reagentes e produtos.

Por exemplo, se os reagentes são substâncias inorgânicas, então falamos de sínteses inorgânicas; ao passo que, se fossem substâncias orgânicas, já falaríamos de síntese orgânica.

O campo da síntese orgânica é colossal, pois engloba a produção de medicamentos, tinturas, plásticos, inseticidas, adesivos, perfumes, conservantes, entre milhares de outros produtos.

Fatores envolvidos nas reações de síntese

Os fatores que intervêm nas reações de síntese são todos aqueles parâmetros ou variáveis, físicas e químicas, que afetam diretamente o desempenho da reação e a qualidade dos produtos produzidos. Alguns deles são os seguintes:


Temperatura

A temperatura é fundamental em qualquer reação de síntese. Dependendo de sua termodinâmica, pode ser desejável mantê-lo baixo ou alto. Da mesma forma, existem faixas de temperatura onde reações colaterais indesejáveis ​​podem ocorrer, portanto, é essencial controlar e verificar isso em todos os momentos.

Clima

O tempo também é essencial nas reações de síntese, pois deve-se garantir que seja longo o suficiente para garantir o estabelecimento do equilíbrio. Depois de um certo tempo, mais produto deixará de ser obtido e é aí que se decide interromper completamente a síntese.

Concentrações e qualidade do reagente

Quanto mais concentrados os reagentes, mais rápidas são as reações entre eles. Porém, também é essencial ter clareza sobre a proporção de suas concentrações, bem como suas magnitudes, uma vez que a variação mínima afetará o desempenho final.

Por outro lado, os reagentes devem ser tão puros quanto possível, caso contrário, serão assumidas concentrações errôneas; Ou pior ainda, os produtos serão contaminados, ou ocorrerão reações indesejáveis.

Agitação

A forma como o meio de reação é agitado influenciará as taxas das reações de síntese.

Pressão

A pressão, assim como a concentração, desempenha um papel crucial, especialmente quando os reagentes são espécies ou substâncias gasosas. Quanto mais alta a pressão, maiores serão as colisões ou interações entre os reagentes e, portanto, maior será a probabilidade de eles reagirem.

pH

O pH (ácido ou básico) afeta diretamente o mecanismo de uma reação, por isso é um fator chave na definição de quais produtos serão obtidos ao final da síntese.

Catalisadores

Catalisadores são substâncias que aceleram as reações químicas, mas não são consumidas durante o processo. Existem sínteses que sem a sua intervenção seria impossível realizá-las com um rendimento aceitável, ou demoraria muito para obter os produtos.

Exemplos de reações de síntese

A seguir, e por fim, serão citadas as equações químicas para as reações de síntese de vários compostos.

Sal de mesa (cloreto de sódio)

Este sal é um dos mais conhecidos por todos pelo seu grande uso doméstico. É obtido a partir do sódio e do cloro e, embora possa ser obtido pela seguinte reação, é muito fácil encontrá-lo naturalmente.

2 Na + Cl2 → 2 NaCl

Glicose

Esta é uma das reações mais importantes para a vida como a conhecemos. As plantas usam dióxido de carbono e água do ambiente à luz do sol para produzir glicose e oxigênio.

A reação de uma forma muito geral pode ser vista abaixo, mas é importante entender que por trás dela existem várias reações e mecanismos para tornar isso possível.

6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + O2

Sacarose

Essa reação de síntese ocorre em organismos vivos e ocorre pela polimerização da glicose com a frutose. Devido à sua estrutura, essas duas moléculas interagem e o resultado final é a sacarose e a água, como pode ser visto na seguinte equação:

C6H12O6 + C6H12O6 → C12H22O11 + H2O

Amônia

3 H2(g) + N2(g) → 2 NH3(g)

Reagentes H2 e n2 eles são gasosos. A pressão deve ser alta para que suas moléculas reajam e originem a amônia, NH3. É uma das reações de síntese mais importantes da química industrial.

Água

2 h2(g) + O2(g) → 2 H2O (g)

O H2 Eu2 eles reagem exotermicamente para produzir vapor de água. A quantidade de energia liberada é tal que o hidrogênio é um dos combustíveis mais promissores em aplicações aeroespaciais.

Álcool

C2H4(g) + H2O (l) → CH3CH2OH (l)

O etanol é conhecido como álcool, na verdade é apenas um dos muitos álcoois que existem. Sua reação de síntese consiste na hidratação do etileno, C2H4 ou H2C = CH2, onde uma molécula de água é adicionada à sua ligação dupla.

Ácido sulfúrico

O ácido sulfúrico tem várias rotas sintéticas eficientes. No entanto, o mais simples consiste em várias etapas:

S (s) + O2(g) → SO2(g)

2 SO2(g) + O2(g) ⇌ 2 SO3(g)

SW3(g) + H2O (l) → H2SW4(g)

H2SW4(g) → H2SW4(eu)

O enxofre queima com o excesso de oxigênio para primeiro se transformar em SO2e então3. Em seguida, o sistema operacional3 hidrata para produzir vapores H2SW4, que finalmente se condensa em H2SW4 líquido. Esta síntese é tão importante que por si só indica quão forte é a produção de uma nação inteira.

Metanol

CO (g) + 2 H2(g) → CH3OH (l)

Os gases CO e H2 eles reagem e se condensam em catalisadores de metal para formar metanol, o álcool mais simples de todos.

Sulfato de magnésio

Ele pode ser produzido a partir de uma reação muito simples que consiste em magnésio e ácido sulfúrico. É muito difícil encontrá-lo na natureza sem água.

Mg + H2SO4 → H2 + MgSO4

Dióxido de carbono

Isso acontece naturalmente em diversos processos, quando a molécula diatômica de oxigênio encontra o carbono, o dióxido de carbono é produzido.

Está presente em processos naturais como a respiração, como reagente na fotossíntese e ocorre facilmente em reações de combustão.

C + O2 → CO2

Ácido clorídrico

O ácido clorídrico é amplamente utilizado como um ácido barato e como um agente reativo para a síntese de outros compostos.

Cl2 + H2 → 2HCl

Carbonato de cálcio

É amplamente conhecido como um agente muito abundante na natureza, principalmente em rochas, minerais e conchas do mar. Sua reação é baseada na interação do óxido de cálcio com o dióxido de carbono.

CaO + CO2 → CaCO3

Referências

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