Decomposizione termica - Thermal decomposition
La decomposizione termica , o termolisi , è una decomposizione chimica causata dal calore. La temperatura di decomposizione di una sostanza è la temperatura alla quale la sostanza si decompone chimicamente. La reazione è solitamente endotermica poiché è necessario calore per rompere i legami chimici nel composto in fase di decomposizione. Se la decomposizione è sufficientemente esotermica , viene creato un circuito di feedback positivo che produce una fuga termica e possibilmente un'esplosione o un'altra reazione chimica.
Esempi
- Il carbonato di calcio (calcare o gesso) si decompone in ossido di calcio e anidride carbonica quando riscaldato. La reazione chimica è la seguente:
- CaCO 3 → CaO + CO 2
- La reazione viene utilizzata per produrre calce viva , che è un prodotto di importanza industriale.
- Altro esempio di decomposizione termica è:- 2Pb(NO 3 ) 2 ----> 2PbO + O 2 +4NO 2
- Alcuni ossidi , specialmente di metalli debolmente elettropositivi, si decompongono quando vengono riscaldati a una temperatura sufficientemente elevata. Un classico esempio è la decomposizione dell'ossido di mercurio per dare ossigeno e mercurio metallico . La reazione è stata utilizzata da Joseph Priestley per preparare per la prima volta campioni di ossigeno gassoso.
- Quando l' acqua viene riscaldata a ben oltre 2000 °C, una piccola percentuale di essa si decompone in OH, ossigeno monoatomico, idrogeno monoatomico, O 2 e H 2 .
- Il composto con la più alta temperatura di decomposizione nota è il monossido di carbonio a 3870 °C (≈7000 °F).
Decomposizione di nitrati, nitriti e composti di ammonio
- Il dicromato di ammonio per riscaldamento produce azoto, acqua e ossido di cromo (III).
- Il nitrato di ammonio su forte riscaldamento produce ossido di diazoto (" gas esilarante ") e acqua.
- Il nitrito di ammonio per riscaldamento produce azoto gassoso e acqua.
- L'azoturo di bario per riscaldamento produce bario metallico e azoto.
- La sodio azide per riscaldamento a 300 °C fornisce azoto e sodio.
- Il nitrato di sodio per riscaldamento produce nitrito di sodio e ossigeno gassoso.
- I composti organici come le ammine terziarie per riscaldamento subiscono l'eliminazione di Hofmann e producono ammine secondarie e alcheni.
Facilità di decomposizione
Quando i metalli si trovano vicino al fondo della serie di reattività , i loro composti generalmente si decompongono facilmente ad alte temperature. Questo perché si formano legami più forti tra gli atomi verso la parte superiore della serie di reattività e i legami forti sono difficili da rompere. Ad esempio, il rame è vicino alla parte inferiore della serie di reattività e il solfato di rame (CuSO 4 ), inizia a decomporsi a circa 200 °C, aumentando rapidamente a temperature più elevate fino a circa 560 °C. Al contrario, il potassio è vicino alla parte superiore della serie di reattività e il solfato di potassio (K 2 SO 4 ) non si decompone al suo punto di fusione di circa 1069 ° C, e nemmeno al suo punto di ebollizione.
Applicazioni pratiche
Ci sono molti scenari nel mondo reale che sono influenzati dal degrado termico. Una delle cose colpite sono le impronte digitali. Quando qualcuno tocca qualcosa, rimangono dei residui dalle dita. Se le dita sono sudate o contengono più oli, il residuo contiene molte sostanze chimiche. De Paoli e i suoi colleghi hanno condotto uno studio testando la degradazione termica su alcuni componenti trovati nelle impronte digitali. Per l'esposizione al calore, i campioni di amminoacidi e urea hanno iniziato la degradazione a 100°C e per l'acido lattico il processo di decomposizione è iniziato intorno ai 50°C. Questi componenti sono necessari per ulteriori test, quindi nella disciplina forense la decomposizione delle impronte digitali è significativa.
Guarda anche
- Degradazione termica dei polimeri
- Diagramma di Ellingham
- Ciclo termochimico
- Depolimerizzazione termica
- Termodinamica chimica
- Pirolisi - decomposizione termica di materiale organico
- Generatore di gas