Химическое разложение , или химический распад , представляет собой процесс или эффект упрощения одной химической сущности (нормальной молекулы, промежуточного продукта реакции и т. д.) до двух или более фрагментов. [1] Химическое разложение обычно рассматривается и определяется как полная противоположность химическому синтезу . Короче говоря, химическая реакция, в которой из одного реагента образуются два или более продуктов, называется реакцией разложения.
Детали процесса разложения не всегда хорошо определены. Тем не менее, для разрыва задействованных связей обычно требуется некоторая энергия активации, и, как таковые, более высокие температуры обычно ускоряют разложение. Чистая реакция может быть эндотермическим процессом или, в случае спонтанного разложения, экзотермическим процессом .
Стабильность химического соединения в конечном итоге ограничивается при воздействии экстремальных условий окружающей среды, таких как тепло, радиация, влажность или кислотность растворителя . Из - за этого химическое разложение часто является нежелательной химической реакцией . Однако химическое разложение может быть желательным, например, в различных процессах переработки отходов.
Например, этот метод используется для нескольких аналитических методов, в частности, масс-спектрометрии , традиционного гравиметрического анализа и термогравиметрического анализа . Кроме того, реакции разложения используются сегодня по ряду других причин при производстве широкого спектра продуктов. Одной из них является взрывная реакция распада азида натрия [(NaN 3 ) 2 ] на азот (N 2 ) и натрий (Na). Именно этот процесс питает спасательные подушки безопасности, присутствующие практически во всех современных автомобилях. [2]
Реакции разложения можно в целом разделить на три категории: термические, электролитические и фотолитические реакции разложения. [3]
При распаде соединения на составные части обобщенная реакция химического разложения выглядит следующим образом:
Примером может служить электролиз воды до газов водорода и кислорода :
Примером спонтанного ( без добавления внешнего источника энергии) разложения является разложение перекиси водорода , которая медленно разлагается на воду и кислород (см. видео справа ):
Эта реакция является одним из исключений из эндотермической природы реакций разложения.
Другие реакции, включающие разложение, 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 рецептурные лекарства, хранятся и хранятся в темных бутылках, что снижает или исключает возможность попадания на них света и начала разложения.
При нагревании карбонаты разлагаются. Заметным исключением является угольная кислота (H 2 CO 3 ). [4] Обычно наблюдаемая как «шипение» в газированных напитках, угольная кислота с течением времени спонтанно разлагается на углекислый газ и воду. Реакция записывается как:
Другие карбонаты будут разлагаться при нагревании, образуя соответствующий оксид металла и диоксид 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, опять же, M представляет металл:
Обычный распад хлората происходит в реакции хлората калия , где продуктом является кислород. Это можно записать как:
