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La decomposizione chimica (o degradazione o reazione di analisi) è una reazione di scissione di una specie chimica (ad esempio una molecola) in più specie chimiche.[1]
Definibile concettualmente come l'opposto della sintesi chimica, il processo di decomposizione si configura spesso come fattore di disturbo, soprattutto nell'ambito della chimica industriale, in quanto principale meccanismo di degradazione della materia costituita da strutture molecolari complesse (macromolecole, polimeri, farmaci...).
La stabilità di un composto chimico è influenzata dalle condizioni ambientali come calore, radiazioni, umidità o acidità di un solvente. Generalmente un processo di decomposizione non è molto ben definito, dato che una molecola può rompersi in una moltitudine di pezzi più piccoli.
La decomposizione chimica è sfruttata in diverse tecniche analitiche, in particolare nella spettrometria di massa, nell'analisi gravimetrica tradizionale e nella termogravimetria (TGA).