Reakcija razgradnje je vrsta kemijske reakcije u kojoj se spoj razlaže na jednostavnije komponente. To je suprotno od kemijske sinteze, u kojoj se elementi ili relativno jednostavni spojevi kombiniraju kako bi se proizveo složeniji. Budući da reakcija razgradnje uključuje razbijanje kemijskih veza, ona zahtijeva dodavanje energije; to može doći od topline, električne struje ili drugih izvora. Ponekad će katalizator ubrzati reakciju ili joj omogućiti da se odvija na nižoj temperaturi. Te se reakcije industrijski koriste u proizvodnji nekih elemenata — osobito reaktivnih metala — te u laboratoriju za analizu uzoraka.
Razgradnja toplinom
Toplina se obično koristi za izazivanje reakcije raspadanja. Kada se spoj zagrije, njegovi se atomi kreću snažnije, a to kretanje može razbiti kemijske veze. Na primjer, ako se kalcijev karbonat (CaCO3) jako zagrije, on će se razgraditi na kalcijev oksid (CaO) i ugljični dioksid (CO2). Temperatura potrebna za razgradnju spoja ovisi o snazi veza koje ga drže zajedno. U ovom primjeru, kalcijev karbonat gubi atom ugljika i dva atoma kisika kao CO2, ali kalcij se zadržava na jednom atomu kisika jer je veza kalcij-kisik vrlo jaka i ne može se prekinuti zagrijavanjem do bilo koje lako dostižne temperature.
Reaktivniji elementi teže stvaranju jače veze i stoga ih je teže odvojiti od svojih spojeva. Za razliku od gornjeg primjera, oksidi manje reaktivnih metala, kao što su srebro i živa, mogu se razgraditi relativno umjerenim zagrijavanjem, oslobađanjem kisika i ostavljanjem čistog metala. Visoko reaktivni metali, kao što su natrij i kalij, ne mogu se odvojiti od svojih spojeva samo zagrijavanjem.
Elektroliza
U tekućem stanju, elementi se mogu odvojiti od spoja primjenom istosmjerne električne struje u procesu poznatom kao elektroliza. Struja teče kroz elektrode, koje se nalaze u tekućini. Negativno nabijeni elektroni teku u jednu elektrodu, poznatu kao katoda, i iz druge, koja je poznata kao anoda. Katoda dakle ima negativan, a anoda pozitivan naboj. Ioni u tekućini kreću se prema suprotno nabijenoj elektrodi, dopuštajući struji da teče.
Primjer je razgradnja vode na vodik i kisik elektrolizom. Čista voda je vrlo loš provodnik, ali uvođenje čak i vrlo male količine ionskog spoja, kao što je natrijev sulfat, uvelike poboljšava njezinu vodljivost i omogućuje odvijanje elektrolize. Na katodi se voda (H2O) dijeli na plinoviti vodik (H2) i hidroksid (OH-) ione, koji se privlače pozitivno nabijenom anodom. Na anodi se voda dijeli na plinoviti kisik i vodikove (H+) ione, koji privlače katodu.
Ostali čimbenici
U nekim spojevima, energija potrebna za razgradnju je mala i može se dobiti manjim udarom, kao što je fizički udar. Jedan od takvih spojeva je olovni azid (Pb(N3)2), koji se eksplozivno razlaže na plin olovo i dušik ako je podvrgnut prilično malom udaru. Natrijev azid je sličan, ali nešto manje osjetljiv spoj koji se koristi za napuhavanje zračnih jastuka u automobilu u sudaru.
Svjetlost može uzrokovati razgradnju nekih spojeva. Na primjer, srebrni klorid se pri izlaganju svjetlu pretvara u srebro i plinoviti klor. Taj je fenomen bio presudan za razvoj fotografije.
katalizatori
U mnogim slučajevima, reakcija razgradnje može se potaknuti ili ubrzati upotrebom katalizatora. Te tvari ne sudjeluju u reakciji, pa su njome nepromijenjene, ali potiču reakciju. Dobar primjer je razgradnja razrijeđenih otopina vodikovog peroksida (H2O2) na vodu i kisik. Ovu reakciju može potaknuti dodavanjem u prahu mangan dioksida, koji djeluje kao katalizator za proizvodnju plina kisika.
Koristi
Termička razgradnja koristi se u industrijskoj proizvodnji živog vapna za proizvodnju cementa i razne druge svrhe. Elektroliza se koristi u proizvodnji reaktivnih metala. Na primjer, natrij se proizvodi elektrolizom rastaljene soli (natrijev klorid). To također proizvodi klor plin, koji ima mnoge industrijske namjene, iako se većina klora proizvodi elektrolizom otopina soli u vodi. Reakcije razgradnje koje uključuju elektrolizu također se koriste za stvaranje ekstremno reaktivnog elementa fluora i kao “čist” način stvaranja vodika za gorivo.
Postoje neke znanstvene primjene koje ovise o reakcijama razgradnje u svrhu analize materijala. U masenoj spektrometriji, na primjer, mali uzorak materijala od interesa dijeli se na ione, koji se odvajaju prema njihovom naboju i masi. Tada se može odrediti sastav materijala.