Hvad er kemisk potentiel energi?

Kemisk potentiel energi er energi, der opbevares i atomer og bindingerne mellem atomer og kan frigøres ved forskellige kemiske reaktioner. Et eksempel, som de fleste mennesker er bekendt med, er den energi, der frigives, når fossile brændstoffer som benzin brændes. I dette tilfælde frigives den kemiske potentielle energi fra benzin hovedsageligt som varme. Den menneskelige krop frigiver madens kemiske potentielle energi til brug som brændstof. Kemisk potentiel energi er til stede i mange forbindelser og kemikalier, både naturligt forekommende og menneskeskabte.

Bindingerne mellem atomer er kilden til al kemisk potentiel energi. Atomer med meget stærke bindinger af den ioniske eller kovalente type har relativt lav potentiel kemisk energi, da det kræver en stor mængde energi udenfor blot for at bryde bindingerne. Svagere bindinger, som dem af van der Waal-typen, har mere potentiel kemisk energi, da de kræver relativt lidt energi til at bryde.

Energi frigøres, når disse bindinger dannes mellem atomer, og energien i kemiske reaktioner ikke skabes eller ødelægges. Dette betyder, at kemiske reaktioner kan analyseres som matematiske ligninger. Da en stærk binding kræver en stor mængde energi til at bryde, skal dette betyde, at når den samme binding dannes, frigives meget energi. Ved den samme logik frigives relativt lidt energi, når der dannes en svag binding.

For eksempel, når to hydrogenatomer binder sig til dannelse af et hydrogengasmolekyle, danner de en stærk binding. Dette kræver lidt energi udenfor for at opnå. Atomenes kemiske energi frigøres som varme og lys. For at bryde bindingen mellem de to atomer skal den samme mængde energi, der blev frigivet, da de bundede sig, anvendes til at bryde bindingen. Denne energi optages af atomerne.

Vi støder på mekanismerne til frigivelse af kemisk potentiel energi hver dag. At brænde gas i vores biler er kun en måde. Den måde, denne energi frigøres på, er ved kombinationen af ​​iltmolekyler med brændstoffets molekyler. Oxygenmolekylerne og brændstofmolekylerne er bundet med relativt svage bindinger. Når brændstoffet brænder, brydes oxygen- og brændstofmolekylerne fra hinanden og rekombineres som kuldioxid og vandmolekyler, som begge er dannet med meget stærke bindinger, så der frigøres en stor mængde energi. Denne energi konverteres derefter af motoren til kinetisk energi og bruges til at bevæge køretøjet.