- 20 exemples destacats d'energia química
- 1- Cremar fusta
- 2- Cremar carbó
- 3- Gasolina
- 4- Gas natural
- 5- Potencial redox
- 6- Bateries i cel·les voltaiques
- 7- Energia bioelèctrica
- 8- Fotosíntesi
- 9- Menjar
- 10- Respiració cel·lular
- 11- Moviment muscular i exercici
- 12- Descomposició química
- 13- Hidrogen i oxigen
- 14- Explosions
- 15- Neutralització d'àcids
- 16- Àcid en aigua
- 17- Gel refrigerant
- 18- Gel bosses tèrmiques
- 19- Alumini en àcid clorhídric
- 20- Energia nuclear
- Conceptes extres per entendre l'energia química
- referències
Entre els exemples d'energia química podem trobar les bateries, la biomassa, el petroli, el gas natural o el carbó. L'energia química és l'energia emmagatzemada dins dels productes químics, el que la fa energia dins d'àtoms i molècules.
La majoria de les vegades, se'l considera energia d'enllaços químics, però el terme també inclou energia emmagatzemada a la disposició electrònica d'àtoms i ions.
Les neurones es poden comunicar per energia química
És una forma d'energia potencial que no s'ha d'observar fins que es produeixi una reacció. En general, una vegada que l'energia química és alliberada d'una substància, es transforma en una substància completament nova.
20 exemples destacats d'energia química
1- Cremar fusta
Durant milers d'anys la fusta ha estat una font d'energia. Al voltant d'una foguera, la llenya crema ia mesura que la fusta es crema, l'energia química emmagatzemada en els enllaços de les molècules de cel·lulosa a la fusta, alliberen calor i llum.
2- Cremar carbó
Durant la Revolució Industrial, màquines de vapor, com els trens, usaven el carbó com a font d'energia.
El carbó a l'cremar-se, allibera calor que es feia servir per evaporar aigua i produir energia cinètica amb el moviment d'un pistó.
Tot i que les màquines de vapor avui en dia estan en desús, el carbó segueix sent usat com a font d'energia per generar electricitat i calor.
3- Gasolina
Combustibles líquids com el petroli o el gas són algunes de les formes més econòmicament importants d'energia química per a la civilització humana.
Quan es proporciona una font d'ignició, aquests combustibles fòssils es transformen instantàniament, alliberant una tremenda quantitat d'energia en el procés.
Aquesta energia s'aprofita de moltes maneres, particularment per a propòsits de transport.
A l'trepitjar l'accelerador del seu cotxe, el gas en el tanc es converteix en energia mecànica que impulsa el cotxe cap a endavant, que després crea energia cinètica en la forma d'el cotxe en moviment.
4- Gas natural
Quan el gas propà es crema per cuinar en una graella, l'energia química emmagatzemada en els enllaços de les molècules de propà es trenca i la calor s'allibera per cuinar.
De la mateixa manera s'està utilitzant el gas natural, com el metà, com a alternativa a la gasolina i el dièsel per impulsar vehicles.
5- Potencial redox
Els elements químics tenen la capacitat de cedir o acceptar electrons. A el fer-ho queden en un estat de més o menys energia depenent de l'element.
Quan un element li transfereix un electró a un altre, la diferència entre aquests estats energètics es diu potencial redox.
Per convenció, si la diferència és positiva llavors la reacció es dóna espontàniament.
6- Bateries i cel·les voltaiques
El potencial d'oxidació és el fonament amb què treballen les bateries. Quan un element li cedeix un electró a un altre, aquest viatja per un cable produint energia elèctrica la qual alimenta els aparells electrònics com mòbils, controls remots, joguines etc.
7- Energia bioelèctrica
Existeixen algunes espècies, com les anguiles elèctriques (anguila elèctrica) o els peixos abissals (Melanocetus Johnsonii) que són capaços de generar bioelectricitat de manera externa.
De fet la bioelectricitat està present en tots els éssers vius. Exemple d'ells són potencials de membrana i la sinapsi neuronal.
8- Fotosíntesi
Durant la fotosíntesi, l'energia de la llum solar es converteix en energia química que s'emmagatzema en els enllaços dels carbohidrats.
Posteriorment, les plantes poden utilitzar l'energia emmagatzemada en els enllaços de les molècules de carbohidrats per al seu creixement i reparació.
9- Menjar
El menjar que la gent menja, ja sigui d'una planta o d'un animal, és una forma d'energia química emmagatzemada que els cossos usen per moure i funcionar.
Quan els aliments es cuinen part de l'energia s'allibera dels seus enllaços químics com a resultat de l'energia tèrmica que s'aplica.
Després que la gent menja, el procés digestiu transforma encara més l'energia química en una forma que els seus cossos poden utilitzar.
10- Respiració cel·lular
Durant la respiració cel·lular, els nostres cossos prenen les molècules de la glucosa i trenquen els enllaços que sostenen les molècules juntes.
Quan aquests enllaços es trenquen, l'energia química emmagatzemada en aquests enllaços s'alliberen i s'utilitzen per fer les molècules d'ATP, una forma d'energia utilitzable per a nosaltres.
11- Moviment muscular i exercici
El moviment muscular és un exemple de com el cos utilitza l'energia química per transformar-la en mecànica o cinètica.
A l'utilitzar l'energia continguda en l'ATP, ocorren canvis conformacionals en les proteïnes de l'múscul esquelètic fent que aquests es tensen o relaxin originant el moviment físic.
12- Descomposició química
Quan els éssers vius moren, l'energia continguda en els seus enllaços químics han d'anar a algun lloc. Bacteris i fongs fan servir aquesta energia en reaccions de fermentació.
13- Hidrogen i oxigen
L'hidrogen és un gas lleuger i inflamable. A l'combinar-se amb l'oxigen allibera calor de manera explosiva.
Això va ser el causant de la tragèdia de l'dirigible Hindenburg ja que aquests vehicles eren inflats amb hidrogen. Avui dia s'usa aquesta reacció per impulsar coets que van a l'espai.
14- Explosions
Les explosions són reaccions químiques que ocorren molt ràpid i alliberen molta energia. Quan es dispara un explosiu, l'energia química emmagatzemada en l'explosiu canvia i es transfereix a energia sonora, energia cinètica i energia tèrmica.
Aquests són observables en el so, el moviment i la calor que es creen.
15- Neutralització d'àcids
A l'neutralitzar un àcid amb una base s'allibera energia. Això és a causa que la reacció és exotèrmica.
16- Àcid en aigua
També a l'diluir un àcid en aigua es produeix una reacció exotèrmica. S'ha de tenir molta cura a fer-ho per evitar esquitxades de l'àcid. La manera correcta de diluir un àcid és sempre agregant aquest a l'aigua i mai el contrari.
17- Gel refrigerant
Els envasos freds utilitzats en els esports són exemples d'energia química. Quan es trenca la bossa interior que s'omple d'aigua, reacciona amb els grànuls de nitrat d'amoni i crea nous enllaços químics durant la reacció, absorbint energia des de l'entorn.
Com a resultat de que l'energia química s'emmagatzema en nous enllaços, la temperatura de l'envàs fred disminueix.
18- Gel bosses tèrmiques
Aquestes bosses útils que s'utilitzen per escalfar les mans fredes o els músculs adolorits tenen productes químics dins d'ells.
Quan trenca el paquet per usar-lo, els productes químics s'activen. Aquests químics es barregen i l'energia química que alliberen crea la calor que escalfa el paquet.
19- Alumini en àcid clorhídric
En una reacció química en un laboratori: s'afegeix a la solució d'àcid clorhídric paper d'alumini.
El tub d'assaig s'escalfa molt perquè durant la reacció es trenquen molts enllaços químics alliberant energia química fent que la temperatura de la solució augmenti.
20- Energia nuclear
Tot i no ser un exemple d'energia química val la pena esmentar-ho. Quan un nucli de fissió, es divideix en diversos fragments més petits.
Aquests fragments, o productes de fissió, són aproximadament iguals a la meitat de la massa original. També s'emeten dos o tres neutrons.
La suma de les masses d'aquests fragments és menor que la massa original. Aquesta massa «desapareguda» (al voltant de l'0,1% de la massa original) s'ha convertit en energia segons l'equació d'Einstein.
Conceptes extres per entendre l'energia química
Les reaccions químiques impliquen la fabricació i ruptura d'enllaços químics (iònics i covalents) i l'energia química d'un sistema és l'energia alliberada o absorbida causa de la fabricació i trencament d'aquests enllaços.
La ruptura d'enllaços requereix energia, formant enllaços allibera energia, i la reacció global pot ser endergónica (AG <0) o exergónica (AG> 0) basada en els canvis generals en l'estabilitat dels reactius als productes (Chemical Energy, SF).
L'energia química juga un paper crucial en cada dia de la nostra vida. A través de reaccions simples i la química redox, la ruptura i la formació d'enllaços, l'energia es pot extreure i aprofitar d'una manera utilitzable.
referències
- AJ Programari & Multimèdia. (2015). Nuclear Fission: Basics. Recuperat de atomicarchive.com.
- Barth, B. (SF). Examples of Chemical Energy. Recuperat de greenliving.lovetoknow.com.
- Chemical Energy Examples. (SF). Recuperat de softschools.com.
- Chemical Energy. (SF). Recuperat de science.uwaterloo.
- Encyclopædia Britannica. (2016, setembre 16). Chemical energy. Recuperat de britannica.com.
- Helmenstine, AM (2017, març 15). What Is an l'exemple de Chemical Energy? Recuperat de thoughtco.com.
- Jiaxu Wang, JW (2015, desembre 11). Standard Reduction Potential. Recuperat de chem.libretexts.org.
- Solomon Koo, BN (2014, març 1). Chemical Energy. Recuperat de chem.libretexts.org.