Delen:
20 voorbeelden van chemische energie om het concept te begrijpen
Onder de voorbeelden van chemische energie we kunnen batterijen, biomassa, olie, aardgas of kolen vinden. Dit verklaart het concept dat chemische energie de energie is die wordt opgeslagen in chemische producten, waardoor het energie wordt binnen atomen en moleculen.
Meestal wordt het beschouwd als de energie van chemische bindingen, maar de term omvat ook energie die is opgeslagen in de elektronische ordening van atomen en ionen.
Het is een vorm van potentiële energie die pas zal worden waargenomen als er een reactie optreedt (Helmenstine, 2017).
Meestal, als chemische energie wordt vrijgegeven uit een stof, wordt die stof omgezet in een volledig nieuwe substantie.
20 opmerkelijke voorbeelden van chemische energie
1- Wood
Al duizenden jaren is hout een bron van energie geweest. Rond een kampvuur brandt het brandhout en terwijl het hout brandt, geeft de chemische energie die is opgeslagen in de banden van de cellulosemoleculen in het hout, warmte en licht vrij (Chemical Energy Examples, S.F.).
Tijdens de industriële revolutie gebruikten stoommachines, zoals treinen, kolen als energiebron.
Brandende steenkool geeft warmte vrij die werd gebruikt om water te verdampen en kinetische energie te produceren met de beweging van een zuiger.
Hoewel stoommachines nu niet meer worden gebruikt, wordt kolen nog steeds gebruikt als energiebron om elektriciteit en warmte te genereren.
3- Benzine
Brandstof, vloeibare brandstoffen zoals olie of gas zijn enkele van de economisch meest belangrijke vormen van chemische energie voor de menselijke beschaving.
Wanneer er een ontstekingsbron is voorzien, transformeren deze fossiele brandstoffen onmiddellijk, waardoor er een enorme hoeveelheid energie in het proces terechtkomt.
Die energie wordt op veel manieren gebruikt, vooral voor transportdoeleinden.
Wanneer je op het gaspedaal van je auto stapt, wordt het gas in de tank mechanische energie die de auto voortstuwt, die dan kinetische energie in de vorm van de rijdende auto creëert.
4- Aardgas
Wanneer het propaan wordt verbrand om op een grill te koken, breekt de chemische energie opgeslagen in de bindingen van de propaanmoleculen af en wordt de warmte vrijgegeven voor het koken.
Evenzo wordt aardgas, zoals methaan, gebruikt als een alternatief voor benzine en diesel om voertuigen te stimuleren.
5- Redox-potentieel
Chemische elementen hebben het vermogen om elektronen op te wekken of te accepteren. Daarbij blijven ze afhankelijk van het element in een toestand van meer of minder energie.
Wanneer een element een elektron naar een ander overdraagt, wordt het verschil tussen die energietoestanden redoxpotentiaal genoemd.
Volgens afspraak, als het verschil positief is, gebeurt de reactie spontaan (Jiaxu Wang, 2015).
6- Batterijen en voltaïsche cellen
7 - Bio-elektrische energie
Er zijn sommige soorten, zoals elektrische alen (electrophorus electricus) of de diepzeevis (melanocetus johnsonii) die in staat zijn bio-elektriciteit extern te genereren.
In feite is bio-elektriciteit in alle levende wezens aanwezig. Een voorbeeld hiervan zijn membraanpotentialen en neurale synapsen.
8- Fotosynthese
Tijdens fotosynthese wordt de energie van zonlicht omgezet in chemische energie die wordt opgeslagen in de koolhydraatbindingen.
Vervolgens kunnen de planten de energie gebruiken die is opgeslagen in de bindingen van de koolhydraatmoleculen voor hun groei en herstel.
9 - Eten
Het voedsel dat mensen eten, of het nu van een plant is of van een dier, is een vorm van opgeslagen chemische energie die lichamen gebruiken om te bewegen en te functioneren.
Wanneer voedsel wordt gekookt, komt een deel van de energie vrij uit de chemische bindingen als gevolg van de thermische energie die wordt toegepast.
Nadat mensen hebben gegeten, transformeert het spijsverteringsproces chemische energie verder in een vorm die hun lichaam kan gebruiken (Barth, S.F.).
10 - Celademhaling
Tijdens cellulaire ademhaling nemen onze lichamen de glucosemoleculen en breken de bindingen die de moleculen bij elkaar houden.
Wanneer deze bindingen worden verbroken, wordt de chemische energie opgeslagen in deze bindingen vrijgegeven en gebruikt om ATP-moleculen te maken, een vorm van energie die bruikbaar is voor ons.
Spierbeweging is een voorbeeld van hoe het lichaam chemische energie gebruikt om het in mechanisch of kinetisch te transformeren.
Wanneer de energie in het ATP wordt gebruikt, treden conformationele veranderingen op in skeletspierproteïnen, waardoor ze worden gespannen of ontspannen en fysieke beweging veroorzaken.
12- Chemische ontbinding
Wanneer levende wezens sterven, moet de energie in hun chemische bindingen ergens heen gaan. Bacteriën en schimmels gebruiken deze energie in fermentatiereacties.
13 - Waterstof en zuurstof
Waterstof is een licht en ontvlambaar gas. In combinatie met zuurstof geeft het warmte af.
Dit was de oorzaak van de tragedie van het luchtschip Hindenburg, omdat deze voertuigen werden opgeblazen met waterstof. Tegenwoordig wordt deze reactie gebruikt om raketten de ruimte in te sturen.
14 - Explosies
Explosies zijn chemische reacties die zeer snel plaatsvinden en veel energie vrijmaken. Wanneer een explosief wordt afgevuurd, verandert de chemische energie die is opgeslagen in het explosief en wordt deze overgebracht naar geluidsenergie, kinetische energie en thermische energie.
Deze zijn waarneembaar in het geluid, de beweging en de hitte die worden gecreëerd.
Door een zuur te neutraliseren met een base, wordt energie vrijgegeven. Dit komt omdat de reactie exotherm is.
16- Zuur in water
Ook bij het verdunnen van een zuur in water vindt een exotherme reactie plaats. Er moet hier goed op worden gelet om spatten van zuur te voorkomen. De juiste manier om een zuur te verdunnen is altijd om het aan het water toe te voegen en nooit het tegenovergestelde.
17- Koelvloeistofgel
Koude containers die worden gebruikt in de sport zijn voorbeelden van chemische energie. Wanneer de binnenzak die met water is gevuld breekt, reageert deze met de korrels ammoniumnitraat en creëert nieuwe chemische bindingen tijdens de reactie, waardoor energie van de omgeving wordt geabsorbeerd.
Als gevolg van de chemische energie die wordt opgeslagen in nieuwe bindingen, neemt de temperatuur van de koude houder af.
18- Gel thermische zakken
Deze handige tassen die worden gebruikt om koude handen of pijnlijke spieren op te warmen, hebben chemicaliën erin.
Wanneer u de verpakking breekt om deze te gebruiken, worden de chemicaliën geactiveerd. Deze chemicaliën worden gemengd en de chemische energie die ze afgeven, creëert de warmte die het pakket verwarmt.
19- Aluminium in zoutzuur
In een chemische reactie in een laboratorium: aluminiumfolie wordt toegevoegd aan de oplossing van zoutzuur.
De reageerbuis wordt erg heet omdat tijdens de reactie veel chemische bindingen worden verbroken, waardoor chemische energie vrijkomt, waardoor de temperatuur van de oplossing toeneemt.
Ondanks dat het geen voorbeeld van chemische energie is dat het vermelden waard is. Wanneer een splitsingskern is verdeeld in meerdere kleinere fragmenten.
Deze fragmenten of splijtingsproducten zijn ongeveer gelijk aan de helft van de oorspronkelijke massa. Twee of drie neutronen worden ook uitgestoten.
De som van de massa's van deze fragmenten is minder dan de oorspronkelijke massa. Deze "verdwenen" massa (ongeveer 0,1% van de oorspronkelijke massa) is omgezet in energie volgens de Einstein-vergelijking (AJ Software & Multimedia, 2015).
Extra concepten om chemische energie te begrijpen
Chemische reacties omvatten de productie en het verbreken van chemische bindingen (ionisch en covalent) en de chemische energie van een systeem is de energie die vrijkomt of wordt geabsorbeerd als gevolg van de productie en de breuk van deze bindingen.
Het verbreken van bindingen vereist energie, het vormen van bindingen geeft energie vrij, en de globale reactie kan endergonisch zijn (AG <0) o exergónica (ΔG> 0) op basis van algemene veranderingen in de stabiliteit van de reactanten van de producten (Chemical Energy, S.F.).
Chemische energie speelt een cruciale rol in elke dag van ons leven. Door eenvoudige reacties en redoxchemie, afbraak en binding, kan energie op bruikbare wijze worden geëxtraheerd en gebruikt (Solomon Koo, 2014).
referenties
- AJ Software en multimedia. (2015). Nucleaire kernsplijting: basisprincipes. Hersteld van atomicarchive.com.
- Barth, B. (S.F.). Voorbeelden van chemische energie. Opgehaald van greenliving.lovetoknow.com.
- Voorbeelden van chemische energie. (S.F.). Hersteld van softschools.com.
- Chemische energie (S.F.). Opgehaald van science.uwaterloo.
- Encyclopædia Britannica. (2016, 16 september). Chemische energie. Hersteld van britannica.com.
- Helmenstine, A. M. (2017, 15 maart). Wat is een voorbeeld van chemische energie? Opgehaald van thoughtco.com.
- Jiaxu Wang, J.W. (2015, 11 december). Standaard reductiepotentieel. Opgehaald in chem.libretexts.org.
- Solomon Koo, B. N. (2014, 1 maart). Chemische energie Opgehaald in chem.libretexts.org.