O reacție de descompunere este un tip de reacție chimică în care un compus este descompus în componente mai simple. Este opusul sintezei chimice, în care elementele sau compușii relativ simpli se combină pentru a produce unul mai complex. Deoarece o reacție de descompunere implică ruperea legăturilor chimice, necesită adăugarea de energie; aceasta poate proveni de la căldură, un curent electric sau alte surse. Uneori, un catalizator va accelera reacția sau îi va permite să aibă loc la o temperatură mai scăzută. Aceste reacții sunt utilizate industrial la producerea unor elemente — în special metale reactive — și în laborator pentru analiza probelor.
Descompunerea prin căldură
Căldura este folosită în mod obișnuit pentru a produce o reacție de descompunere. Când un compus se încălzește, atomii săi se mișcă mai viguros și această mișcare poate rupe legăturile chimice. De exemplu, dacă carbonatul de calciu (CaCO3) este încălzit puternic, se va descompune în oxid de calciu (CaO) și dioxid de carbon (CO2). Temperatura necesară pentru a descompune un compus depinde de rezistența legăturilor care îl țin împreună. În acest exemplu, carbonatul de calciu pierde un atom de carbon și doi atomi de oxigen sub formă de CO2, dar calciul se menține pe un atom de oxigen, deoarece legătura calciu-oxigen este foarte puternică și nu poate fi ruptă prin încălzire la orice temperatură ușor de atins.
Elementele mai reactive tind să formeze legături mai puternice și, prin urmare, sunt mai greu de separat de compușii lor. Spre deosebire de exemplul de mai sus, oxizii metalelor mai puțin reactive, cum ar fi argintul și mercurul, pot fi descompuși prin încălzire relativ moderată, eliberând oxigen și lăsând metalul pur. Metalele foarte reactive, cum ar fi sodiul și potasiul, nu pot fi separate de compușii lor numai prin încălzire.
Electroliză
În stare lichidă, elementele pot fi separate dintr-un compus prin aplicarea unui curent electric continuu într-un proces cunoscut sub numele de electroliză. Curentul circulă prin electrozi, care sunt plasați în lichid. Electronii încărcați negativ curg într-un electrod, cunoscut sub numele de catod, și din celălalt, care este cunoscut sub numele de anod. Prin urmare, catodul are o sarcină negativă, iar anodul, o sarcină pozitivă. Ionii din lichid se deplasează către electrodul încărcat opus, permițând curentului să curgă.
Un exemplu este descompunerea apei în hidrogen și oxigen prin electroliză. Apa pură este un conductor foarte slab, dar introducerea chiar și a unei cantități foarte mici de compus ionic, cum ar fi sulfatul de sodiu, îi îmbunătățește foarte mult conductivitatea și permite electroliza să aibă loc. La catod, apa (H2O) este împărțită în ioni de hidrogen gazos (H2) și hidroxid (OH-), care sunt atrași de anodul încărcat pozitiv. La anod, apa este împărțită în oxigen gazos și ioni de hidrogen (H+), care sunt atrași de catod.
alţi factori care
În unii compuși, energia necesară pentru descompunere este mică și poate fi furnizată de un șoc minor, cum ar fi un impact fizic. Un astfel de compus este azida de plumb (Pb(N3)2), care se descompune exploziv în plumb și azot gazos dacă este supusă unui impact destul de mic. Azida de sodiu este un compus similar, dar puțin mai puțin sensibil, care este folosit pentru a umfla airbagurile auto în cazul unei coliziuni.
Lumina poate provoca descompunerea unor compuși. De exemplu, clorura de argint este transformată în argint și clor gazos la expunerea la lumină. Acest fenomen a fost crucial pentru dezvoltarea fotografiei.
catalizatorii
În multe cazuri, o reacție de descompunere poate fi determinată sau accelerată prin utilizarea unui catalizator. Aceste substanțe nu iau parte la reacție și, prin urmare, sunt neschimbate de aceasta, dar încurajează ca reacția să aibă loc. Un bun exemplu este descompunerea soluțiilor diluate de peroxid de hidrogen (H2O2) în apă și oxigen. Această reacție poate fi promovată prin adăugarea de pulbere de dioxid de mangan, care acționează ca un catalizator pentru a produce oxigen gazos.
Utilizeaza
Descompunerea termică este utilizată în producția industrială de var nestins pentru fabricarea cimentului și în diverse alte scopuri. Electroliza este utilizată în producerea de metale reactive. De exemplu, sodiul este produs prin electroliza sării topite (clorura de sodiu). Acesta produce și clor gazos, care are multe utilizări industriale, deși majoritatea clorului este produs prin electroliza soluțiilor de sare din apă. Reacțiile de descompunere care implică electroliză sunt, de asemenea, folosite pentru a face elementul extrem de reactiv fluor și ca modalitate „curată” de a genera hidrogen pentru combustibil.
Există unele aplicații științifice care depind de reacțiile de descompunere pentru a analiza materialele. În spectrometria de masă, de exemplu, o mică probă din materialul de interes este împărțită în ioni, care sunt separați în funcție de sarcinile și masele lor. Compoziția materialului poate fi apoi determinată.