Химическое разложение , или химическое расщепление , — это процесс или эффект упрощения одного химического объекта (обычной молекулы, промежуточного продукта реакции и т. д.) на два или более фрагментов. [1] Химическое разложение обычно рассматривается и определяется как полная противоположность химическому синтезу . Короче говоря, химическая реакция, в которой два или более продуктов образуются из одного реагента, называется реакцией разложения.
Детали процесса разложения не всегда четко определены. Тем не менее, для разрыва задействованных связей обычно требуется некоторая энергия активации, и поэтому более высокие температуры обычно ускоряют разложение. Итоговая реакция может представлять собой эндотермический процесс или, в случае спонтанного разложения, экзотермический процесс .
Стабильность химического соединения в конечном итоге ограничивается при воздействии экстремальных условий окружающей среды, таких как тепло , радиация , влажность или кислотность растворителя . Из-за этого химического разложения часто происходит нежелательная химическая реакция . Однако химическое разложение может быть желательным, например, в различных процессах обработки отходов.
Например, этот метод используется для нескольких аналитических методов, в частности масс-спектрометрии , традиционного гравиметрического анализа и термогравиметрического анализа . Кроме того, реакции разложения сегодня используются по ряду других причин при производстве самых разных продуктов. Одним из них является реакция взрывного распада азида натрия [(NaN 3 ) 2 ] на газообразный азот (N 2 ) и натрий (Na). Именно этот процесс приводит в действие спасательные подушки безопасности, присутствующие практически во всех современных автомобилях. [2]
Реакции разложения обычно можно разделить на три категории; реакции термического, электролитического и фотолитического разложения. [3]
При распаде соединения на составные части обобщенная реакция химического разложения имеет вид:
Примером может служить электролиз воды до газов водорода и кислорода :
Примером самопроизвольного ( без добавления внешнего источника энергии) разложения является перекись водорода , которая медленно разлагается на воду и кислород (см. видео справа ):
Эта реакция является одним из исключений из эндотермического характера реакций разложения.
Другие реакции, связанные с разложением, требуют ввода внешней энергии. Эта энергия может быть в форме тепла, излучения, электричества или света. Последнее является причиной того, что некоторые химические соединения, такие как многие лекарства, отпускаемые по рецепту, хранятся в темных бутылках, которые уменьшают или исключают возможность попадания на них света и инициирования разложения.
При нагревании карбонаты разлагаются. Заметным исключением является угольная кислота (H 2 CO 3 ). [4] Угольная кислота, которую обычно называют «шипением» газированных напитков, со временем самопроизвольно разлагается на углекислый газ и воду. Реакция записывается так:
Другие карбонаты разлагаются при нагревании с образованием соответствующих оксидов металлов и диоксида углерода. [5] Следующее уравнение является примером, где M представляет данный металл:
Конкретным примером является случай с карбонатом кальция :
Хлораты металлов также разлагаются при нагревании. В этом типе реакции разложения продуктами являются хлорид металла и газообразный кислород. Здесь снова М представляет собой металл:
Обычное разложение хлората происходит в реакции хлората калия , продуктом которой является кислород. Это можно записать как:
