コンテンツ
合成は、化学反応の4つの主要なタイプの1つであり、2つ以上の物質(元素または化合物)が結合して新しい化合物を生成するときに発生します。つまり、反応には複数の反応物が含まれ、通常、反応物の各元素を含む生成物が1つだけ含まれます。多くの重要な化学反応は合成反応です。
金属酸化物の合成
自然界で起こる重要な合成反応の1つは、金属と酸素分子が金属酸化物を形成する反応です。この反応は酸化反応でもあり、金属の腐食における最初のステップです。酸素は空気の自然成分なので、金属の上面と反応して新しい金属酸化物の層を形成します。この現象に対処するために、一部の材料は、表面をすでに被覆している金属酸化物の保護層で作られています。金属酸化物の合成の一例は、2Mg + O2-> 2MgOで、マグネシウムは酸素と反応して酸化マグネシウムを生成します。
金属水酸化物の合成
腐食プロセスの2番目のステップも合成反応です。このステップでは、金属酸化物が水と反応して金属水酸化物を形成します。このタイプの最もよく知られている反応は、錆の形成です。鉄が酸素分子と反応した後、新たに形成された酸化鉄は水と反応して水和酸化鉄を生成します。これは錆の別名です。別の例は、MgO + H2O-> Mg(OH)2の式で表される水酸化マグネシウムを形成するための水と酸化マグネシウムの反応です。
塩の合成
塩は、周期表の左端の元素(金属の主なグループ)が周期表の右端の非金属と結合するときに形成されるイオン化合物です。たとえば、方程式2Na + Cl2-> 2NaClは、塩化ナトリウムと塩を形成するためのナトリウムと塩化物の反応を表します。この反応は、ナトリウムが塩素ガスで固体状態にあるときに起こりますが、ナトリウムと塩素が水に溶けているときに同様の反応が起こります。この場合、反応物はイオンであり、方程式はNa + + Cl--> NaClです。
アンモニアの合成
アンモニアの合成は、その方程式がN2 + 3H2-> NH3である重要な反応です。アンモニアは肥料に使用されるため重要です。しかし、合成反応はフリッツハーバーによって開発されました。これは、第二次世界大戦中に爆発物を製造するためにハーバープロセスとしても知られる理由です。ハーバーは、「化学戦争の父」という怪しいタイトルを持つドイツの化学者でした。ハーバープロセスは高圧と高温で実行する必要があり、実際には反応物そのものではなく、反応の速度を高める物質である触媒が必要です。