Τι είναι η Χημική Ενέργεια; Ορισμός και Παραδείγματα

Η χημική ενέργεια ορίζεται ως η μορφή δυναμικής ενέργειας που αποθηκεύεται στα άτομα και τα μόρια. Συνήθως, είναι η ενέργεια που αποθηκεύεται στους χημικούς δεσμούς, αλλά είναι επίσης η ενέργεια της διάταξης ηλεκτρονίων των ιόντων και των ατόμων. Η χημική ενέργεια παρατηρείται όταν συμβαίνει μια χημική αντίδραση ή όταν η ύλη αλλάζει μορφή. Η ενέργεια είτε απορροφάται είτε απελευθερώνεται όταν σχηματίζονται αλλαγές χημικής ενέργειας ως αποτέλεσμα μιας χημικής αλλαγής.

Βασικά σημεία:Χημική ενέργεια

• Η χημική ενέργεια είναι μια μορφή δυναμικής ενέργειας που βρίσκεται σε χημικούς δεσμούς, άτομα και υποατομικά σωματίδια.
• Η χημική ενέργεια μπορεί να παρατηρηθεί και να μετρηθεί μόνο όταν συμβεί μια χημική αντίδραση.
• Οποιαδήποτε ύλη που είναι καύσιμο περιέχει χημική ενέργεια.
• Η ενέργεια μπορεί να απελευθερωθεί ή να απορροφηθεί. Για παράδειγμα, η καύση απελευθερώνει περισσότερη ενέργεια από όση χρειάζεται για την έναρξη της αντίδρασης. Η φωτοσύνθεση απορροφά περισσότερη ενέργεια από αυτή που απελευθερώνει.

Παραδείγματα χημικής ενέργειας

Τα καύσιμα είναι μια γνωστή μορφή χημικής ενέργειας. Ενώ η καύση είναι ένα παράδειγμα απελευθέρωσης χημικής ενέργειας, υπάρχουν πολλά άλλα παραδείγματα:

• Άνθρακας :Η αντίδραση καύσης μετατρέπει τη χημική ενέργεια σε φως και θερμότητα.
• Ξύλο :Η καύση μετατρέπει τη χημική ενέργεια σε φως και θερμότητα.
• Πετρελαίου :Το πετρέλαιο μπορεί να καεί για να απελευθερώσει φως και θερμότητα ή να μετατραπεί σε άλλη μορφή χημικής ενέργειας, όπως η βενζίνη.
• Χημικές μπαταρίες :Οι μπαταρίες αποθηκεύουν χημική ενέργεια για να μετατραπεί σε ηλεκτρική.
• Βιομάζα :Η καύση βιομάζας μετατρέπει τη χημική ενέργεια σε φως και θερμότητα.
• Φυσικό αέριο :Η καύση μετατρέπει τη χημική ενέργεια σε φως και θερμότητα.
• Φαγητό :Η πέψη μετατρέπει τη χημική ενέργεια σε άλλες μορφές ενέργειας που χρησιμοποιούν τα κύτταρα.
• Αερόσακοι :Οι αερόσακοι περιέχουν την ένωση αζίδιο του νατρίου, η οποία αναφλέγεται όταν ενεργοποιείται ο ασκός. Η αντίδραση παράγει αέριο άζωτο, το οποίο γεμίζει τον αερόσακο, μετατρέποντας τη χημική ενέργεια σε κινητική ενέργεια.
• Κρύες συσκευασίες :Η χημική ενέργεια απορροφάται σε μια αντίδραση.
• Προπάνιο :Η καύση του προπανίου παράγει θερμότητα και φως.
• Βενζίνη :Η βενζίνη είναι ένα είδος χημικής ενέργειας που καίγεται για να κινηθούν τα αυτοκίνητα. Η χημική ενέργεια τελικά μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια.
• Hot πακέτα :Η χημική αντίδραση παράγει θερμότητα ή θερμική ενέργεια.
• Αθήματα:Το χτύπημα ενός σπίρτου μετατρέπει τις χημικές ουσίες στο κεφάλι του σπίρτου σε άλλες ενώσεις, απελευθερώνοντας φως και θερμότητα.
• Φωτοσύνθεση :Η φωτοσύνθεση μετατρέπει το φως (ηλιακή ενέργεια) σε χημική ενέργεια (το σάκχαρο γλυκόζη).
• Κυτταρική αναπνοή :Η κυτταρική αναπνοή είναι ένα σύνολο αντιδράσεων που αλλάζουν τη χημική ενέργεια της γλυκόζης σε χημική ενέργεια στο ATP, μια μορφή που μπορεί να χρησιμοποιήσει το σώμα μας.

Πώς λειτουργεί η χημική ενέργεια

Ως επί το πλείστον, η χημική ενέργεια είναι ενέργεια που αποθηκεύεται στους χημικούς δεσμούς. Σε μια χημική αντίδραση, οι χημικοί δεσμοί σπάνε και σχηματίζονται νέοι, μετατρέποντας τα προϊόντα σε αντιδρώντα. Όταν το σπάσιμο των δεσμών απελευθερώνει περισσότερη χημική ενέργεια από αυτή που απορροφά ο σχηματισμός νέων δεσμών, τότε η αντίδραση είναι εξώθερμη και απελευθερώνεται θερμότητα. Ωστόσο, μερικές φορές χρειάζεται περισσότερη ενέργεια για να σχηματιστούν χημικοί δεσμοί για την παραγωγή προϊόντων από το σπάσιμο των δεσμών στις απελευθερώσεις των αντιδρώντων. Αυτός ο τύπος χημικής αντίδρασης απορροφά θερμότητα ή άλλη ενέργεια και είναι ενδόθερμος. Τόσο οι εξώθερμες όσο και οι ενδόθερμες αντιδράσεις περιλαμβάνουν χημική ενέργεια επειδή η ενέργεια μετατρέπεται σε άλλες μορφές από μια χημική αντίδραση.

Αναφορές

• Christian, Jerry D. (1973). «Ισχύς των χημικών δεσμών». Journal of Chemical Education . 50 (3):176. doi:10.1021/ed050p176
• Jain, Mahesh C. (2009). «Θεμελιώδεις Δυνάμεις και Νόμοι:Μια Σύντομη Ανασκόπηση». Εγχειρίδιο Μηχανικής Φυσικής , Μέρος 1. PHI Learning Pvt. Ltd. ISBN 978-81-203-3862-3.
• McCall, Robert P. (2010). «Ενέργεια, Εργασία και Μεταβολισμός». Φυσική του Ανθρώπινου Σώματος . JHU Press. ISBN 978-0-8018-9455-8.
• Schmidt-Rohr, K. (2015). «Γιατί οι καύσεις είναι πάντα εξώθερμες, αποδίδουν περίπου 418 kJ ανά mole O₂ ". J. Chem. Εκπαιδεύω . 92:2094–2099. doi:10.1021/acs.jchemed.5b00333