20 Primeri kemijske energije za razumevanje koncepta

Med primeri kemijske energije najdemo baterije, biomaso, nafto, zemeljski plin ali premog. To pojasnjuje koncept, da je kemijska energija energija, shranjena v kemičnih proizvodih, zaradi česar je energija znotraj atomov in molekul.

Večino časa velja za energijo kemičnih vezi, vendar izraz vključuje tudi energijo, shranjeno v elektronski ureditvi atomov in ionov..

To je oblika potencialne energije, ki se ne bo opazovala, dokler ne pride do reakcije (Helmenstine, 2017).

Običajno, ko se kemična energija sprosti iz snovi, se ta snov pretvori v popolnoma novo snov.

20 izjemnih primerov kemijske energije

1 - Les

Tisočletja je bil les vir energije. Okoli kurišča ogreva drva in ko les ogreje, kemična energija, shranjena v vezih celuloznih molekul v lesu, sprosti toploto in svetlobo (Primeri kemijske energije, S.F.).

Med industrijsko revolucijo so parni stroji kot vlaki uporabljali premog kot vir energije.

Gorljivi premog oddaja toploto, ki je bila uporabljena za izhlapevanje vode in proizvaja kinetično energijo z gibanjem bata.

Čeprav so parni stroji zdaj neuporabni, se premog še vedno uporablja kot vir energije za proizvodnjo električne energije in toplote.

3- Bencin

Gorivo, tekoča goriva, kot je nafta ali plin, so nekatere od ekonomsko najpomembnejših oblik kemične energije za človeško civilizacijo.

Ko je zagotovljen vir vžiga, se ta fosilna goriva pretvarjajo takoj in sprostijo ogromno energije v proces..

Ta energija se uporablja na različne načine, zlasti za prevoz.

Ko stopite na pospeševalnik svojega avtomobila, postane plin v rezervoarju mehanska energija, ki poganja avto naprej, kar ustvarja kinetično energijo v obliki premikajočega se avtomobila..

4 - Zemeljski plin

Ko se propan segre, da se kuha na žaru, se kemična energija, shranjena v vezih molekul propana, razgradi in toplota se sprosti za kuhanje..

Prav tako se zemeljski plin, kot je metan, uporablja kot alternativa bencinu in dizelskemu gorivu za spodbujanje vozil.

5. Redoks potencial

Kemični elementi imajo sposobnost, da pridobijo ali sprejmejo elektrone. Pri tem ostanejo v stanju večje ali manjše energije, odvisno od elementa.

Ko en element prenese elektron na drugega, se razlika med temi energijskimi stanji imenuje redoks potencial.

Če je razlika pozitivna, se reakcija zgodi spontano (Jiaxu Wang, 2015).

6 - Baterije in voltaične celice

7. Bioelektrična energija

Obstajajo nekatere vrste, kot so električna jegulja (electrophorus electricus) ali globokomorskih rib (\ tmelanocetus johnsonii), ki so sposobni proizvajati bioelektričnost od zunaj.

Dejansko je bioelektričnost prisotna v vseh živih bitjih. Primer so membranski potenciali in nevronske sinapse.

8. Fotosinteza

Med fotosintezo se energija sončne svetlobe pretvori v kemično energijo, ki je shranjena v vezavah ogljikovih hidratov.

Nato lahko rastline uporabijo energijo, ki je shranjena v vezih molekul ogljikovih hidratov, za njihovo rast in popravilo.

9- Hrana

Hrana, ki jo ljudje jedo iz rastline ali živali, je oblika shranjene kemične energije, ki jo organi uporabljajo za premikanje in delovanje.

Ko je hrana kuhana, se del energije sprosti iz kemičnih vezav zaradi uporabljene toplotne energije.

Ko ljudje jedo, prebavni proces nadalje pretvori kemično energijo v obliko, ki jo lahko uporabljajo njihova telesa (Barth, S.F.).

10. Dihanje celic

Med celičnim dihanjem naša telesa vzamejo molekule glukoze in razbijejo vezi, ki držijo molekule skupaj.

Ko so te vezi zlomljene, se kemijska energija, shranjena v teh vezavah, sprosti in uporablja za izdelavo molekul ATP, oblike energije, ki se lahko uporablja za nas.

Mišično gibanje je primer, kako telo uporablja kemično energijo, da jo pretvori v mehansko ali kinetično.

Pri uporabi energije, ki jo vsebuje ATP, pride do konformacijskih sprememb v beljakovinah skeletnih mišic, zaradi česar se napnejo ali sprostijo, kar povzroča fizično gibanje.

12- Kemična razgradnja

Ko živa bitja umrejo, mora energija, ki jo vsebujejo njihove kemične vezi, nekje iti. Bakterije in glive to energijo uporabljajo v reakcijah fermentacije.

13 - Vodik in kisik

Vodik je lahek in vnetljiv plin. V kombinaciji s kisikom sprosti toploto eksplozivno.

To je bil vzrok tragedije zračne ladje Hindenburg, saj so bila ta vozila napolnjena z vodikom. Danes se ta reakcija uporablja za poganjanje raket v vesolje.

14 - Eksplozije

Eksplozije so kemijske reakcije, ki se zgodijo zelo hitro in sproščajo veliko energije. Ko je eksploziv sprožen, se kemična energija, shranjena v eksplozivu, spremeni in prenese v zvočno energijo, kinetično energijo in toplotno energijo.

Te so opazne v zvoku, gibanju in toploti, ki se ustvarjajo.

Z nevtralizacijo kisline z bazo se sprosti energija. To je zato, ker je reakcija eksotermna.

16 - kislina v vodi

Tudi pri redčenju kisline v vodi poteka eksotermna reakcija. Pri tem je treba paziti, da ne pride do škropljenja s kislino. Pravilen način za razredčenje kisline je vedno dodajanje vode v vodo in nikoli nasprotno.

17- Gel za hladilno sredstvo

Hladni zabojniki, ki se uporabljajo v športu, so primeri kemijske energije. Ko se notranja vreča, napolnjena z vodo, zlomi, reagira z granulami amonijevega nitrata in med reakcijo ustvari nove kemijske vezi, ki absorbira energijo iz okolja..

Zaradi shranjevanja kemične energije v novih vezavah se temperatura hladilnika zmanjša.

18- Gel termalne vreče

Te koristne vrečke, ki se uporabljajo za ogrevanje hladnih rok ali boleče mišice, imajo v sebi kemikalije.

Ko zlomite paket, da ga uporabite, se kemikalije aktivirajo. Te kemikalije so pomešane in kemična energija, ki jo sproščajo, ustvarja toploto, ki ogreva paket.

19 - Aluminij v klorovodikovi kislini

V kemijski reakciji v laboratoriju dodamo aluminijevi foliji raztopino klorovodikove kisline.

Preskusna cev postane zelo vroča, ker se med reakcijo razpadejo številne kemijske vezi, ki sproščajo kemično energijo, zaradi česar se temperatura raztopine poveča.

Kljub temu, da ni vreden omembe kemijske energije. Ko je fisijska jedra razdeljena na več manjših fragmentov.

Ti fragmenti ali produkti fisije so približno enaki polovici prvotne mase. Oddajajo se tudi dva ali tri nevtroni.

Vsota mas teh fragmentov je manjša od prvotne mase. Ta "izginila" masa (približno 0,1% prvotne mase) je bila pretvorjena v energijo po Einsteinovi enačbi (AJ Software & Multimedia, 2015)..

Dodatni koncepti za razumevanje kemijske energije

Kemične reakcije vključujejo izdelavo in lomljenje kemičnih vezi (ionskih in kovalentnih), kemijska energija sistema pa je energija, ki se sprosti ali absorbira zaradi izdelave in razpada teh vezi..

Lomljenje vezi zahteva energijo, tvorjenje vezi sprošča energijo, globalna reakcija pa je lahko endergonična (ΔG) <0) o exergónica (ΔG> 0) na osnovi splošnih sprememb stabilnosti reaktantov na produkte (Chemical Energy, S.F.).

Kemična energija igra ključno vlogo v vsakem našem življenju. S preprostimi reakcijami in redoks kemijo, razpadom in vezanjem je mogoče pridobiti in uporabiti energijo (Solomon Koo, 2014)..

Reference

1. AJ Software & Multimedia. (2015). Jedrska fisija: Osnove. Obnovljeno iz atomicarchive.com.
2. Barth, B. (S.F.). Primeri kemijske energije. Vzpostavljeno iz greenliving.lovetoknow.com.
3. Primeri kemijske energije. (S.F.). Izterjano iz softschools.com.
4. Kemična energija (S.F.). Vzpostavljeno iz science.uwaterloo.
5. Enciklopedija Britannica. (2016, 16. september). Kemična energija. Izterjal iz britannica.com.
6. Helmenstine, A. M. (2017, 15. marec). Kaj je primer kemijske energije? Vzpostavljeno iz thoughtco.com.
7. Jiaxu Wang, J. W. (2015, 11. december). Standardni potencial zmanjšanja. Vzpostavljeno iz chem.libretexts.org.
8. Solomon Koo, B.N. (2014, 1. marec). Kemična energija Vzpostavljeno iz chem.libretexts.org.