合成反応とは？定義と例

合成反応は、分解、一重置換、二重置換反応とともに、化学反応の 4 つの主なタイプの 1 つです。ここでは、合成反応の定義、元素と化合物を使用した反応の例、関与する反応物の数、合成反応の認識方法について説明します。

合成反応の定義

合成反応は、2 つ以上の単純な要素または化合物を組み合わせて、より複雑な製品を形成する化学反応です。

A + B → AB

このタイプの反応は、直接結合反応または単に結合反応とも呼ばれます。それは、元素から化合物を形成するタイプの反応です。合成反応はまた、小さな分子から大きな分子を作ります。合成反応は、複雑な分子をより単純な分子に分解する分解反応の反対です。

合成反応例

合成反応の例はたくさんあります。一部には要素が含まれます。他のものでは、元素が化合物と反応します。さらに別のケースでは、化合物が他の化合物と反応して、より大きな分子を形成します。

要素間の合成反応

• 鉄と硫黄は反応して硫化鉄を形成します。
  8 Fe + S₈ → 8フェス
• カリウムと塩素は反応して塩化カリウムを形成します。
  2K(s) + Cl_2(g) → 2KCl_(s)
• 鉄と酸素が反応してサビを形成します。
  4 Fe (s) + 3 O₂ (g) → 2 Fe₂ O₃ (秒)
• 水素は酸素と反応して水を生成します。
  2 H₂ (g) + O₂ (g) → 2 H₂ O(g)

元素と化合物の合成反応

• 一酸化炭素は酸素と反応して二酸化炭素を生成します。
  2 CO(g) + O₂ (g) → 2CO₂ (g)
• 一酸化窒素は酸素と反応して二酸化窒素を形成します。
  2NO + O₂ → 2NO₂
• CH₂ CH₂ (g) + Br₂ (ℓ) → CH₂ BrCH₂ Br

化合物間の合成反応

• 硫黄酸化物は水と反応して硫酸を生成します。
  SO₃ (g) + H₂ O (l) → H₂ SO₄ (aq)
• 酸化カルシウムは水と反応して水酸化カルシウムを形成します。
  2CaO (s) + 2H₂ O (l) → 2Ca(OH)₂ (aq)
• 酸化鉄と酸化硫黄は反応して硫酸鉄を形成します。
  Fe₂ O₃ + 3SO₃ → Fe₂ (SO₄ )₃

反応物はいくつありますか?

通常、合成反応には 2 つの反応物があります。それらは、2つの元素、元素と化合物、または2つの化合物である可能性があります。ただし、より多くの反応物が結合して生成物を形成する場合があります。以下は、3 つの反応物を含む合成反応の例です:

• 炭酸ナトリウムは、水および二酸化炭素と反応して重炭酸ナトリウムを形成します。
  ナ₂ CO₃ + H₂ O + CO₂ → 2NaHCO₃
• 窒素は水および酸素と反応して硝酸アンモニウムを形成します。
  2N₂ (g) + 4H₂ O(g) + O₂ (g) → 2NH₄ NO₃ (秒)

合成反応の見分け方

合成反応を認識する最も簡単な方法は、複数の反応物が単一の生成物を生成する反応を探すことです。ただし、合成反応式に複数の生成物と反応物が含まれることがあります。良い例は、二酸化炭素と水が結合してグルコースと酸素を形成する光合成の全体的な反応です。

CO₂ + H₂ O → C₆ H₁₂ O₆ + O₂

しかし、この場合でも、2 つの単純な分子が反応して、より複雑な分子が形成されます。したがって、これが合成反応同定の鍵となります。

一部の合成反応は、予測可能な生成物を形成します。それらを認識できれば、反応タイプを認識するのは簡単です:

• 2 つの要素を反応させると、二元化合物が形成されます。たとえば、水素と酸素は反応して水を形成します。
• 2 つの非金属が反応すると、複数の生成物が生成されます。たとえば、硫黄と酸素は反応して二酸化硫黄または三酸化硫黄を形成します。
• アルカリ金属は非金属と反応してイオン化合物を形成します。たとえば、ナトリウムと塩素は塩化ナトリウムを形成します。
• 遷移金属は非金属と反応して複数の生成物を形成します。製品を予測するには、酸化状態 (電荷) または金属陽イオンを知る必要があります。
• 非金属酸化物は水と反応して酸を形成します。たとえば、二酸化硫黄は水と反応して亜硫酸を生成します。
• 金属酸化物は水と反応して塩基を形成します。
• 非金属酸化物は互いに反応して塩を形成します。