Co je chemická potenciální energie?

Energie chemického potenciálu je energie uložená v atomech a vazby mezi atomy a může být uvolněna různými chemickými reakcemi. Příklad, že většina lidí je obeznámena s energií uvolněnou při spalování fosilních paliv, jako je benzín. V tomto případě je chemická potenciální energie benzínu uvolňována hlavně jako teplo. Lidské tělo uvolňuje chemickou potenciální energii potravin, která se používá jako palivo. Energie chemického potenciálu je přítomna v mnoha sloučeninách a chemických látkách, vyskytujících se přirozeně i člověkem.

Vazby mezi atomy jsou zdrojem veškeré chemické potenciální energie. Atomy s velmi silnými vazbami iontového nebo kovalentního typu mají relativně nízkou potenciální chemickou energii, protože k rozbití vazeb je zapotřebí velké množství vnější energie. Slabší vazby, stejně jako vazby typu van der Waal, mají více potenciální chemické energie, protože k rozbití vyžadují relativně málo energie.

Energie je uvolňována, když se tyto vazby vytvářejí mezi atomy a energie při chemických reakcích není vytvářena nebo ničena. To znamená, že chemické reakce lze analyzovat jako matematické rovnice. Protože silná vazba vyžaduje rozbití velkého množství energie, musí to znamenat, že když se vytvoří stejná vazba, uvolní se hodně energie. Stejnou logikou, když se vytvoří slabá vazba, se uvolní relativně málo energie.

Například, když se dva atomy vodíku spojí za vzniku molekuly plynného vodíku, vytvoří silnou vazbu. To vyžaduje jen malou vnější energii. Chemická energie atomů se uvolňuje jako teplo a světlo. Aby se přerušila vazba mezi dvěma atomy, musí se použít stejné množství energie, která byla uvolněna, když se spojily, aby se přerušila vazba. Tato energie bude absorbována atomy.

Každý den se setkáváme s mechanismy uvolňování chemické potenciální energie. Spalování plynu v našich autech je jen jedna cesta. Tato energie je uvolňována kombinací molekul kyslíku s molekulami paliva. Molekuly kyslíku a molekuly paliva jsou vázány relativně slabými vazbami. Když palivo spálí, kyslík a molekuly paliva se rozpadnou a rekombinují se jako molekuly oxidu uhličitého a vody, které jsou vytvořeny s velmi silnými vazbami, takže se uvolní velké množství energie. Tato energie je pak přeměněna motorem na kinetickou energii a použita k pohybu vozidla.