20 Primjeri kemijske energije za razumijevanje koncepta

Među primjeri kemijske energije možemo pronaći baterije, biomasu, naftu, prirodni plin ili ugljen. To objašnjava koncept da je kemijska energija energija pohranjena u kemijskim proizvodima, što ju čini energijom unutar atoma i molekula.

Većinom se smatra energijom kemijskih veza, ali taj pojam uključuje i energiju pohranjenu u elektroničkom rasporedu atoma i iona.

To je oblik potencijalne energije koja se neće promatrati dok se ne pojavi reakcija (Helmenstine, 2017).

Obično, kad se kemijska energija oslobodi iz tvari, ta se tvar transformira u potpuno novu tvar.

20 izvanrednih primjera kemijske energije

1 - Drvo

Tisućama godina drvo je bilo izvor energije. Oko vatre, drva za ogrjev gori i kad drvo izgori, kemijska energija pohranjena u vezama celuloznih molekula u drvu, oslobađa toplinu i svjetlost (Primjeri kemijske energije, S.F.).

Tijekom industrijske revolucije, parni strojevi, poput vlakova, koristili su ugljen kao izvor energije.

Spaljivanje ugljena oslobađa toplinu koja se koristi za isparavanje vode i proizvodnju kinetičke energije pokretom klipa.

Iako se parni strojevi sada ne koriste, ugljen se još uvijek koristi kao izvor energije za proizvodnju električne energije i topline.

3 - Benzin

Gorivo, tekuća goriva kao što su nafta ili plin su neki od ekonomski najznačajnijih oblika kemijske energije za ljudsku civilizaciju.

Kada se osigura izvor paljenja, ova fosilna goriva se trenutno transformiraju, oslobađajući ogromnu količinu energije u proces.

Ta se energija koristi na mnogo načina, osobito u transportne svrhe.

Kada zakoračite na akcelerator vašeg automobila, plin u spremniku postaje mehanička energija koja vozi automobil naprijed, što stvara kinetičku energiju u obliku automobila koji se kreće.

4. Prirodni plin

Kada se propan sagori da se skuha na roštilju, kemijska energija pohranjena u vezama molekula propana se raspada i toplina se oslobađa za kuhanje..

Isto tako, prirodni plin, kao što je metan, koristi se kao alternativa benzinu i dizelu za poticanje vozila.

5. Redoks potencijal

Kemijski elementi imaju sposobnost da daju ili prihvaćaju elektrone. Pri tome ostaju u stanju veće ili manje energije, ovisno o elementu.

Kada jedan element prenosi elektron na drugog, razlika između tih energetskih stanja naziva se redoks potencijal.

Prema konvenciji, ako je razlika pozitivna, reakcija se događa spontano (Jiaxu Wang, 2015).

6 - Baterije i galvanske ćelije

7. Bioelektrična energija

Postoje neke vrste, poput električnih jegulja (electrophorus electricus) ili dubokomorske ribe (melanocetus johnsonii) koji su sposobni generirati bioelektričnost izvana.

Zapravo, bioelektricitet je prisutan u svim živim bićima. Primjer njih su membranski potencijali i neuronske sinapse.

8. Fotosinteza

Tijekom fotosinteze, energija sunčeve svjetlosti pretvara se u kemijsku energiju koja se pohranjuje u ugljikohidratnim vezama.

Nakon toga, biljke mogu koristiti energiju pohranjenu u vezama molekula ugljikohidrata za njihov rast i popravak.

9 - Hrana

Hrana koju ljudi jedu, bilo od biljke ili od životinje, oblik je pohranjene kemijske energije koju tijela koriste za kretanje i funkcioniranje.

Kada se hrana kuha, dio energije se oslobađa iz svojih kemijskih veza kao posljedica primijenjene toplinske energije.

Nakon što ljudi jedu, probavni proces dodatno pretvara kemijsku energiju u oblik koji njihova tijela mogu koristiti (Barth, S.F.).

10. Stanično disanje

Tijekom staničnog disanja naša tijela uzimaju molekule glukoze i razbijaju veze koje drže molekule zajedno.

Kada se te veze razbiju, kemijska energija pohranjena u tim vezama se oslobađa i koristi za proizvodnju ATP molekula, oblika energije koji se može koristiti za nas.

Mišićni pokret je primjer kako tijelo koristi kemijsku energiju kako bi je pretvorilo u mehaničku ili kinetičku.

Kada se koristi energija sadržana u ATP-u, pojavljuju se konformacijske promjene u proteinima skeletnih mišića, uzrokujući da se zategnu ili opuste uzrokujući fizički pokret.

12- Kemijska razgradnja

Kada živa bića umru, energija sadržana u njihovim kemijskim vezama mora negdje ići. Bakterije i gljivice tu energiju koriste u reakcijama fermentacije.

13 - Vodik i kisik

Vodik je lagan i zapaljiv plin. U kombinaciji s kisikom eksplozivno oslobađa toplinu.

To je bio uzrok tragedije zračnog broda Hindenburg, jer su ta vozila bila napuhana vodikom. Danas se ova reakcija koristi za pokretanje raketa u svemir.

14- Eksplozije

Eksplozije su kemijske reakcije koje se događaju vrlo brzo i oslobađaju mnogo energije. Kad se zapali eksploziv, kemijska energija pohranjena u eksplozivu mijenja se i prenosi na energiju zvuka, kinetičku energiju i toplinsku energiju.

One su vidljive u zvuku, pokretu i toplini koje se stvaraju.

Neutralizirajući kiselinu s bazom, oslobađa se energija. To je zato što je reakcija egzotermna.

Kiselina u vodi

Također, pri razrjeđivanju kiseline u vodi dolazi do egzotermne reakcije. Pritom se mora voditi računa o tome da se izbjegne prskanje kiseline. Ispravan način razrjeđivanja kiseline uvijek je dodavanje u vodu i nikada suprotno.

17- Gel za rashladno sredstvo

Hladni spremnici koji se koriste u sportu su primjeri kemijske energije. Kada se unutarnja vreća napunjena vodom razbije, ona reagira s granulama amonijevog nitrata i stvara nove kemijske veze tijekom reakcije, apsorbirajući energiju iz okoline..

Kao rezultat pohranjivanja kemijske energije u nove veze, temperatura hladnog spremnika se smanjuje.

18- Gel termalne vrećice

Ove korisne vrećice koje se koriste za zagrijavanje hladnih ruku ili bolne mišiće imaju kemikalije u njima.

Kada razbijete paket kako biste ga koristili, kemikalije se aktiviraju. Te se kemikalije miješaju i kemijska energija koju otpuštaju stvara toplinu koja zagrijava paket.

19 - Aluminij u klorovodičnoj kiselini

U kemijskoj reakciji u laboratoriju dodaje se aluminijska folija u otopinu klorovodične kiseline.

Epruveta postaje jako vruća, jer tijekom reakcije mnoge kemijske veze su prekinute oslobađajući kemijsku energiju uzrokujući povećanje temperature otopine.

Unatoč tome što nije primjer kemijske energije vrijedan spomena. Kada je jezgra fisije podijeljena u nekoliko manjih fragmenata.

Ovi fragmenti ili proizvodi fisije su približno jednaki polovici izvorne mase. Također se emitiraju dva ili tri neutrona.

Zbroj mase tih fragmenata je manji od izvorne mase. Ta "nestala" masa (oko 0,1% izvorne mase) pretvorena je u energiju prema Einsteinovoj jednadžbi (AJ Software & Multimedia, 2015).

Dodatni koncepti za razumijevanje kemijske energije

Kemijske reakcije uključuju proizvodnju i lomljenje kemijskih veza (ionskih i kovalentnih), a kemijska energija sustava je energija koja se oslobađa ili apsorbira zbog proizvodnje i pucanja tih veza..

Razbijanje veza zahtijeva energiju, formiranje veza oslobađa energiju, a globalna reakcija može biti endergonična (ΔG) <0) o exergónica (ΔG> 0) na temelju općih promjena stabilnosti reaktanata na proizvode (Chemical Energy, S.F.).

Kemijska energija igra ključnu ulogu u svakom danu našeg života. Kroz jednostavne reakcije i redoks kemiju, razgradnju i povezivanje, energija se može izdvojiti i iskoristiti na upotrebljiv način (Solomon Koo, 2014).

reference

1. AJ Softver i multimedija. (2015). Nuklearna fisija: osnove. Oporavio se iz atomicarchive.com.
2. Barth, B. (S.F.). Primjeri kemijske energije. Dobavljeno iz greenliving.lovetoknow.com.
3. Primjeri kemijske energije. (S.F.). Oporavio se od softschools.com.
4. Kemijska energija (S.F.). Preuzeto iz science.uwaterloo.
5. Encyclopædia Britannica. (2016., 16. rujna). Kemijska energija. Oporavio se od britannica.com.
6. Helmenstine, A.M. (2017., 15. ožujka). Što je primjer kemijske energije? Preuzeto s thoughtco.com.
7. Jiaxu Wang, J. W. (2015., 11. prosinca). Potencijal standardne redukcije. Preuzeto s chem.libretexts.org.
8. Solomon Koo, B.N. (2014., 1. ožujka). Kemijska energija Preuzeto s chem.libretexts.org.