コア コンセプト
このチュートリアルでは、分解反応とは何か、その種類について学びます。また、その魅力的な例のいくつかを探索することもできます!
他の記事で取り上げるトピック
- 化学反応とは?
- 化学反応の種類
- 化学式のバランスをとる
- 吸熱反応と発熱反応
- 物理的および化学的性質
分解反応とは?
分解反応は、開始化合物が 2 つ以上の単純な成分に分解される化学反応です。これらのより単純な構成要素は、元素または化合物、あるいはその両方である可能性があります。分解反応の一般式は次のとおりです。
AB → A + B
(AB は反応物です。A と B は生成物です)
分解反応は一般的に吸熱です 化学結合の破壊にはエネルギーの入力が必要だからです。はい、生成物の形成は新しい結合を形成するときにエネルギーを放出しますが、そのようなエネルギーは通常、反応物の結合を切断するために使用される初期エネルギーを補うのに十分ではありません.
ただし、まれに、生成物の結合形成エネルギーが反応物の結合切断エネルギーよりも大きい場合 (反応物が非常に反応性が高いため)、分解反応が発熱することがあります。後で調べる過酸化水素の分解は、そのようなケースの 1 つです。
分解反応の種類
分解反応を開始するには、エネルギーの入力が必要だと言ったのを覚えていますか?そのエネルギーの入力は、熱、光、または電気です。
熱分解（熱分解）
熱分解は、熱が化合物を化学的に分解するときに起こります。つまり、熱は反応物です。反応を起こすために熱を供給します。
例を見てみましょう:炭酸カルシウム (CaCO3 ）。
CaCO3 (s) + Δ → CaO (s) + CO2 (g) (Δは熱を表します)
(コンピューターで行う方が簡単なので、Δ を反応物として入れました。反応矢印に Δ を付けても問題ありません。以下の hν についても同じことが言えます。)
この反応を実際に行うとしたら、CaCO3 の最初の固体サンプルが 加熱するとかなりもろくなり、プロセス中にガスが発生します。これらは、何らかの化学変化が起こったことを示しています。確かに、あなたの CaCO3 もろい CaO と CO2 に分解した
光分解（光分解）
光分解は、光 (より具体的には光子) が化合物を化学的に分解するときに発生します。光分解の例は、植物の光合成プロセスの光依存反応の中に見られます:
H2 O + hν → 2 H + 2 e + 1/2 O2 (hνは光の略)
ここで、水は光 (具体的には 2 つの光子) を吸収し、陽子 (H)、電子 (e)、分子状酸素に分解します。
電気分解
電気分解に特化した記事全体があります：電気分解セルと電気分解！この感動的なテクニックについてもっと知りたい場合は、チェックしてください (しゃれは間違いなく意図されています)!
とにかく、電気分解は、電気が化合物を化学的に分解するときに起こります。電気分解反応は、2 つの同時半反応 (還元反応と酸化反応) の組み合わせです。
例を見てみましょう:塩化ナトリウム (NaCl) の電気分解
2 NaCl (l) → 2 Na (l) + Cl2 (g)
この反応では、NaCl は液体ナトリウム金属と塩素ガスに分解します。関連する 2 つの半反応は、Na イオンの還元と Cl イオンの酸化です。
分解反応の例
前に約束したように、過酸化水素 (H2 O2 ).
2 H2 O2 (aq) → 2 H2 O (l) + O2 (g)
過酸化水素の酸素-酸素結合は非常に不安定であるため、ボトルに保管された過酸化水素は常に水と酸素ガスに分解されます.ただし、もっと楽しい (そして危険な) ものが必要な場合は、過マンガン酸カリウム (KMnO4) などの触媒を使用して分解を早めることができます。 )、下のビデオに示すように。このような反応は非常に発熱的です。非常に高い温度に達し、大量のガス (ほとんどが水蒸気) を放出する可能性があります。したがって、資格がない限り、自宅で反応を行わないでください。
ちなみに、過酸化水素の分解も象の歯磨き粉の製造に重要な役割を果たしています!
もう 1 つの一般的な分解反応は、金属水酸化物の分解です。 .金属水酸化物は、加熱すると金属酸化物と水に分解します。以下にいくつかの例を示します:
- 水酸化ナトリウムの分解 :2 NaOH (s) + Δ → Na2 O (秒) + H2 O (g)
- 水酸化カルシウム :Ca(OH)2 + Δ → CaO + H2 ああ
- 水酸化鉄 (III) :2 Fe(OH)3 + Δ → Fe2 O3 + 3 H2 ああ
参考文献
- 燃焼反応
- 化学反応のインフォグラフィック
- 電気化学とは
- 白亜質元素カルシウム
