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Lorsque nous parlons de décomposition en chimie, nous faisons souvent référence à la réaction de décomposition. Dans cet article, nous allons apprendre ce qu'est cette réaction, quels sont ses types, et examiner quelques exemples.
Fig. 1 : À l'automne, les arbres se transforment en un spectacle multicolore de rouges, de jaunes et d'oranges.
- Cet article a pour sujet les réactions de décomposition.
- Tout d'abord, nous définirons ce qu'est une réaction de décomposition, puis nous examinerons la formule de base.
- Ensuite, nous découvrirons et examinerons quelques exemples des différents types de réactions de décomposition : induites par la chaleur, induites par l'électricité et induites par la lumière.
- Ensuite, nous comparerons les réactions de décomposition à un type de réaction similaire appelé réaction de désintégration radioactive.
- Enfin, nous résumerons les caractéristiques d'une réaction de décomposition.
Définition d'une réaction de décomposition
Une réaction de décomposition est une réaction au cours de laquelle un composé se décompose en deux ou plusieurs substances plus simples.
Ces "substances plus simples" peuvent être des composés ou des éléments. Elles sont considérées comme plus simples car elles contiennent moins d'atomes (ex : un composé de 4 éléments se décompose en deux composés de 2 éléments).
Les réactions de décomposition nécessitent généralement un apport d'énergie, comme la chaleur, pour se dérouler.
Formule de réaction de décomposition
La formule de base d'une réaction de décomposition est la suivante :
$$AB \rightarrow A + B$$.
Bien que la réaction donne l'impression que le composé se divise en ses éléments, il ne fait en réalité que se diviser en éléments plus simples,
Par exemple, examinons la décomposition du carbonate de calcium :
$$CaCO_{3\,(s)} \rightarrow CaO_{(s)} + CO_{2\,(g)}$$$.
Nous voyons ici que les produits ne sont pas seulement Ca et CO3, ce que tu pourrais supposer d'après la formule générale.
Ce qu'il faut retenir de cette formule, c'est qu'une espèce se décompose en deux ou plusieurs éléments plus simples (et stables) .
Types de réactions de décomposition
Comme je l'ai mentionné précédemment, ces réactions nécessitent généralement un apport d'énergie pour se dérouler. Pour cette raison, nous pouvons diviser les réactions de décomposition en trois types :
- La thermolyse :
- Décomposition induite par la chaleur.
- Électrolyse :
- Décomposition induite par l'électricité.
- Photolyse :
- Décomposition induite par la lumière.
Essentiellement, nous pouvons trier ces réactions en fonction du type d'énergie qui provoque la division/décomposition du composé.
Exemples de réactions de décomposition
Maintenant que nous connaissons les différents types de réactions, examinons quelques exemples :
Tout d'abord, nous avons la décomposition du chlorate de potassium, qui est une réaction thermolytique :
$$2KClO_{3\,(g)} \xrightarrow {heat} 2KClO_{(s)} + 2O_{2\,(g)}$$.
Comme ce sera également le cas dans les prochains exemples, cette énergie est ajoutée, de sorte que la réaction peut dépasser l'énergie d'activation.
L'énergie d'activation est l'énergie nécessaire pour qu'une réaction se produise. Toutes les réactions ont cette exigence.
L'ajout de chaleur donne à la réaction la "poussée" dont elle a besoin pour franchir cette barrière énergétique et se poursuivre.Par ailleurs, l'état du composé en décomposition n'est pas toujours le même que celui des produits qui en sont issus. Comme tu peux le voir dans la réaction ci-dessus, même si le chlorate de potassium est un gaz, il a produit un solide, l'hypochlorite de potassium (KClO). Lorsqu'un composé se décompose, il produit toujours la forme la plus stable de ses composants.
Nous avons ensuite la réaction de décomposition électrolytique , avec la décomposition de l'eau :
$$2H_2O_{(l)} \xrightarrow {elec} 2H_{2\,(g)} + O_{2\,(g)}$$$.
Pour que l'électrolyse fonctionne, il faut qu'un courant passe dans l'eau, ce qui permet de la décomposer.
Voici à quoi pourrait ressembler ce processus :
Fig.2 : Électrolyse de l'eau
La pile est reliée au câble, qui envoie un courant électrique dans l'eau. Les tubes renversés sont là pour recueillir les gaz d'hydrogène et d'oxygène formés lors de la décomposition de l'eau.
Le dernier type de réaction de décomposition est une réaction de photolyse, illustrée ci-dessous par la décomposition du chlorure d'argent (AgCl) :
$$2AgCl_{(s)} \xrightarrow {light} 2Ag_{(s)} + Cl_{2\,(g)}$$$.
Cette réaction peut se produire lorsque le chlorure d'argent est exposé à la lumière du soleil. La lumière du soleil donne au chlorure d'argent l'énergie dont il a besoin pour se décomposer.
La lumière est parfois écrite sous la forme hv dans une réaction. Hv représente l'énergie d'un photon (particule de lumière), où h est la constante de Plank et v la fréquence de la lumière.
Lorsque cette réaction se produit, il y a un changement de couleur. L'AgCl est blanc, mais l'argent (Ag) est gris, le changement de couleur est donc un bon indicateur pour savoir si la réaction a eu lieu.
La photolyse de l'eau dans les plantes
La photolyse joue également un rôle clé dans la photosynthèse. La lumière est absorbée par la chlorophylle dans les cellules d'une plante. Cette lumière est utilisée pour diviser l'eau en hydrogène et en oxygène.
L'oxygène est libéré dans l'air en tant que sous-produit. Nous respirons cet oxygène, c'est pourquoi les plantes sont si importantes !
L'hydrogène est utilisé pour d'autres étapes du processus de photosynthèse, afin que la plante puisse produire de la nourriture pour elle-même.
Décomposition et décomposition
Il est important de ne pas confondre la décomposition avec un processus similaire appelé désintégration nucléaire ou radioactive.
Ladésintégration radioactive est un processus au cours duquel un noyau atomique instable émet des radiations et se transforme en noyau d'un ou de plusieurs autres éléments.
Caractéristiques de la réaction de décomposition
Pour résumer, décomposons les différentes caractéristiques des réactions de décomposition :
- Un composé se décompose en deux espèces plus simples ou plus.
- Ces réactions nécessitent généralement de l'énergie, telle que :
- la chaleur
- l'électricité
- de la lumière
- Les produits sont sous leur forme la plus stable, c'est-à-dire :
- Ils peuvent être un état différent de la matière.
- Ils ne sont pas toujours constitués uniquement des éléments ou des ions qui les composent.
Réactions de décomposition - Principaux enseignements
- Une réaction de décomposition est une réaction au cours de laquelle un composé se décompose en deux ou plusieurs substances plus simples.
- La formule de base d'une réaction de décomposition est la suivante :
$$AB \rightarrow A + B$$.
Il existe trois types de réaction de décomposition :
- la thermolyse
- Décomposition induite par la chaleur
- L'électrolyse
- Décomposition induite par l'électricité
- Photolyse
- Décomposition induite par la lumière
- la thermolyse
- La décomposition est distincte de la désintégration radioactive
- Ladésintégration radioactive est un processus au cours duquel un noyau atomique instable émet des radiations et se transforme en noyau d'un ou plusieurs autres éléments.
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