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Zersetzung (Chemie)
Zersetzung (oder Abbau, Degradierung) bedeutet in der Chemie und Biologie die Zerlegung einer chemischen
Verbindung in kleinere Moleküle oder gar die Elemente durch physikalische, chemische oder biologische Einflüsse.
Typen der Zersetzung
Physikalische Einflüsse
Die Zersetzung einer chemischen Substanz geschieht oft durch Zuführung von Energie in Form von Hitze (siehe
Pyrolyse). Auch andere Energiezufuhr wie Elektrischer Strom (Elektrolyse, Blitze, Lichtbogen), Ultraviolettstrahlung
(Photolyse) oder Röntgenstrahlung bewirken das Aufspalten von Bindungen innerhalb von Molekülen. Dabei
entstehen oftmals Radikale, die dann als instabile, energiereiche Teilchen weiterreagieren. Unter Ausschluss von
Oxidationsmitteln wie dem Luftsauerstoff kann diese Zersetzung bis zu den Elementen erfolgen, aus denen die
Verbindung aufgebaut ist (z. B. Entstehung der Kohlelagerstätten) oder zu unter den gewählten Bedingungen
thermodynamisch stabilsten Verbindungen. In der Synthesechemie wird die Zersetzung von Edukten unter niedrigem
Druck und hohen Temperaturen zu einem gewünschten Endprodukt als „Flash-Vakuum-Pyrolyse“-Verfahren
eingesetzt.
Beispiele
Thermische Zersetzung von Methan zu Kohlenstoff und Wasserstoff
Thermische Zersetzung von Bariumperoxid zu Bariumoxid und Sauerstoff
Elektrolyse von Wasser zu Sauerstoff und Wasserstoff
Chemische Zersetzung
Sind bei einer Zersetzung Oxidationsmittel anwesend, entstehen aus brennbaren Stoffen unter Verbrennung die
stabilsten Verbindungen mit dem Oxidationsmittel, teils auch ohne Energiezufuhr. Ist das Oxidationsmittel
Sauerstoff (beispielsweise aus der Luft), so werden bei organischen Verbindungen Wasser H 2 O und
Kohlenstoffdioxid CO 2 (eventuell auch Schwefeloxide, Stickoxide oder Stickstoff als Gas) gebildet, bei
anorganischen Stoffen meist Oxide oder andere sauerstoffhaltige Verbindungen wie Sulfate, Phosphate oder Silikate.
Manche Verbindungen zersetzen sich auch beim Erhitzen unter Abspaltung stabiler Verbindungen wie
Kohlenstoffdioxid (Decarboxylierung) oder Wasser (Dehydratisierung, z.B. die Abgabe des Kristallwassers aus
Hydraten). Werden bei der Zersetzung Metalle angegriffen, nennt man dies Korrosion, bei Eisen speziell heißt das
entstehende Produkt aus verschiedenen Eisenoxiden und Wasser Rost. Bei der Zerlegung von biologisch wichtigen,
polymeren Biomolekülen wie Eiweißstoffen und Polysacchariden durch Enzyme, verdünnte Säuren oder Basen
spricht man von Hydrolyse (Zerlegung durch Wasser). Die Abbauprodukte eines Stoffes können Aufschluss über die
Zusammensetzung der Ausgangssubstanzen geben. Der thermische Abbau spielt daher in der Analytischen Chemie
eine bedeutende Rolle.
Beispiele
Verbrennung von Methan mit Sauerstoff zu Kohlenstoffdioxid und Wasser