4.13: Réactions de synthèse et de décomposition

La synthèse et la décomposition sont deux types de réactions redox. La synthèse signifie fabriquer quelque chose, tandis que la décomposition signifie briser quelque chose. Les réactions sont accompagnées de changements chimiques et énergétiques.  

Réactions de synthèse

Les réactions de synthèse sont également appelées réactions de combinaison. Il s'agit d'une réaction dans laquelle deux ou plusieurs substances se combinent pour former une substance complexe. Les réactions de synthèse sont généralement représentées comme suit : A + B → AB ou A + B → C. La formation de dioxyde d'azote est une réaction de synthèse : 2 NO (g) + O₂ (g) → 2 NO₂ (g).

Dans les réactions de synthèse, les réactifs peuvent être tous des éléments (1), ou une combinaison d'un élément et d'un composé (2), ou tous des composés (3).

1) C (s) + O₂ (g) → CO₂ (g)   
2) 2 CO (g) + O₂ (g) → 2 CO₂ (g)  
3) 2 CaO (s) + 2 H₂O (l) → 2 Ca(OH)₂ (s)

Une réaction de combinaison entre un métal et un non-métal produit toujours un solide ionique. Par exemple, la formation du chlorure de sodium, ou sel de table, à partir du sodium et du chlore est une réaction de combinaison : 2 Na (s) + Cl₂ (g) → 2 NaCl (s).

Une réaction de synthèse est généralement accompagnée par la libération d'énergie. Dans l'exemple ci-dessus du chlorure de sodium, 787 kJ d'énergie thermique sont dégagées.  

Réactions de décomposition

L'oxygène a été découvert pour la première fois par le scientifique Joseph Priestley, en 1774, en chauffant l'oxyde de mercure avec un verre ardent. La réaction était le résultat de la décomposition. Priestley avait décomposé l'oxyde de mercure(II) avec la chaleur en ses propres éléments.  
La réaction est représentée comme suit : 2 HgO (s) → 2 Hg (l) + O₂ (g)

Les réactions de décomposition impliquent la décomposition d'une substance plus complexe en deux ou plusieurs substances plus petites. Cette réaction est souvent représentée comme suit : AB → A + B ou C → A + B. Les réactions de décomposition se produisent partout. Par exemple, la digestion des protéines, des graisses et des glucides dans nos aliments est une importante réaction de décomposition. Un autre exemple est la décomposition de l'azoture de sodium en azote gazeux.  

La réaction est représentée comme suit : 2 NaN₃ (s) → 2 Na (s) + 3 N₂ (g)

Dans la réaction ci-dessus, bien que le coefficient 2 indique que deux molécules d'azoture de sodium sont décomposées, il n'y a qu'un seul réactif. C'est donc une réaction de décomposition. Tout comme la réaction de synthèse, dans une réaction de décomposition, les produits formés pourraient être tous des éléments (1), ou une combinaison d'éléments et de composés (2), ou tous des composés (3).

1)   2 Al₂O₃ (s) → 4 Al (s) + 3 O₂ (g)
2)   2 KClO₃ (s) → 2 KCl (s) + 3 O₂ (g)
3)   NH₄Cl (s) → NH₃ (g) + HCl (g)

Généralement, dans une réaction chimique, les molécules interagissent en brisant un ensemble de liens et de former un nouvel ensemble d'obligations. Une réaction d'oxydo-réduction est un type de réaction chimique impliquant le transfert partiel ou complet d'électrons. Dans de telles réactions, réactif est oxydé et l'autre est réduit, avec un changement observable dans leurs états d'oxydation.

L'élément oxydé, qui a perdu des électrons, subit une augmentation de l'état d'oxydation. L'élément réduit, qui a gagné des électrons, subit une diminution de l'état d'oxydation. Parmi les réactions redox les plus communs sont les réactions de synthèse et de décomposition.

La synthèse de protéines à partir de différents acides aminés et la digestion des protéines en acides aminés sont des exemples importants. La synthèse, ou combinaison, les réactions impliquent la formation de liaisons entre les réactifs pour créer un seul produit. Les réactifs peuvent comprendre uniquement des éléments, des éléments et des composés, ou seulement des composés.

Des exemples sont la combinaison d'hydrogène élémentaire et d'oxygène pour créer de l'eau, l'ajout de monoxyde de carbone à l'oxygène élémentaire pour former du dioxyde de carbone, et la combinaison d'oxyde de calcium et d'eau pour former de l'hydroxyde de calcium. Notez que dans tous les cas, plusieurs réactifs plus simples combinés en un seul produit complexe. Une réaction de décomposition est l'opposé d'une réaction de synthèse.

Dans les réactions de décomposition, un seul réactif complexe se décompose en produits plus simples comme des éléments, des éléments et des composés, ou simplement des composés. Les réactions de décomposition nécessitent un apport d'une certaine forme d'énergie. Par exemple, sous l'influence d'un champ électrique, l'eau se décompose pour donner de l'hydrogène et de l'oxygène.

En présence de la lumière du soleil, le peroxyde d'hydrogène se décompose en oxygène et en eau. De même, l'hydroxyde de calcium, lorsqu'il est chauffé, se décompose en oxyde de calcium et en eau.