Hva er kjemisk potensiell energi?

Kjemisk potensiell energi er energi som lagres i atomer og bindingene mellom atomer og kan frigjøres ved forskjellige kjemiske reaksjoner. Et eksempel som folk flest er kjent med er energien som frigjøres når fossile brensler som bensin blir brent. I dette tilfellet frigjøres den kjemiske potensielle energien til bensinen hovedsakelig som varme. Menneskekroppen frigjør matens kjemiske potensielle energi til bruk som drivstoff. Kjemisk potensiell energi er til stede i mange forbindelser og kjemikalier, både naturlig forekommende og menneskeskapte.

Bindingene mellom atomer er kilden til all kjemisk potensiell energi. Atomer med veldig sterke bindinger av den ioniske eller kovalente typen har relativt lav potensiell kjemisk energi, da det krever en stor mengde utenfor energi bare for å bryte bindingene. Svakere bindinger, som de av van der Waal-typen, har mer potensiell kjemisk energi, ettersom de krever relativt lite energi å bryte.

Energi frigjøres når disse bindingene dannes mellom atomer, og energien i kjemiske reaksjoner blir ikke skapt eller ødelagt. Dette betyr at kjemiske reaksjoner kan analyseres som matematiske ligninger. Siden en sterk binding krever en stor mengde energi for å bryte, må dette bety at når den samme bindingen dannes, frigjøres mye energi. Etter samme logikk, når en svak binding dannes, frigjøres relativt lite energi.

For eksempel, når to hydrogenatomer binder seg for å danne et hydrogengassmolekyl, danner de en sterk binding. Dette krever lite energi utenfra for å oppnå. Atomenes kjemiske energi frigjøres som varme og lys. For å bryte bindingen mellom de to atomene, må den samme mengden energi som ble frigjort da de limte seg påføres for å bryte bindingen. Denne energien vil bli absorbert av atomene.

Vi møter mekanismene for frigjøring av kjemisk potensiell energi hver dag. Å brenne bensin i bilene våre er bare en måte. Måten denne energien frigjøres på er ved å kombinere oksygenmolekyler med molekylene i drivstoffet. Oksygenmolekylene og drivstoffmolekylene er bundet med relativt svake bindinger. Når drivstoffet brenner, brytes oksygen- og drivstoffmolekylene fra hverandre, og rekombineres som karbondioksid og vannmolekyler, som begge er dannet med veldig sterke bindinger, så frigjøres en stor mengde energi. Denne energien konverteres deretter av motoren til kinetisk energi og brukes til å bevege kjøretøyet.