O que é energia química potencial?

Energia química potencial é a energia armazenada em um material que pode ser liberado através de uma reação química. Essa energia pode vir da combinação de átomos ou moléculas ou da quebra de moléculas. É liberado na forma de calor, luz ou ambos. Geralmente, é necessário algum tipo de gatilho para liberar energia em potencial, mas esse gatilho pode ser tão simples quanto misturar apenas dois materiais, como adicionar o metal altamente reativo, potássio e água, resultando em uma reação muito forte que libera muita coisa. de calor.

A formação e quebra de ligações entre átomos é a fonte de toda energia química potencial. Dependendo da força de tais ligações, a quantidade de energia armazenada variará. Títulos muito fortes armazenam uma pequena quantidade de energia, e títulos fracos armazenam quantidades maiores. Títulos fortes são muito estáveis ​​e requerem energia adicional para quebrar, o que significa que menos energia é liberada quando quebrada. O oposto é verdadeiro para os vínculos fracos, portanto eles requerem pouca energia adicional como um gatilho para quebrar e liberar uma grande quantidade de energia.

Esse princípio de energia química potencial é a base para o uso de muitas das fontes de energia do mundo. Os combustíveis de hidrocarbonetos, também conhecidos como combustíveis fósseis, como carvão, petróleo e seus derivados refinados, contêm quantidades muito grandes de energia química potencial. Quando queimadas, as moléculas dessas substâncias são combinadas com oxigênio. Isso resulta na quebra de algumas das ligações moleculares entre certos átomos nas moléculas e na formação de outras como átomos de oxigênio são incorporadas à estrutura molecular, um processo conhecido como oxidação. O resultado é a liberação de energia química em potencial na forma de calor e luz, mas principalmente de calor, que é aproveitado e usado para alimentar máquinas e convertido em eletricidade.

A energia armazenada é expressa em unidades internacionais padrão (SI) de megajoules por quilograma (Mj / kg), e a quantidade de energia armazenada em uma substância em relação a uma determinada massa é denominada densidade de energia. Isso permite a comparação da quantidade de energia química potencial armazenada em uma substância para outra em massa. Este tipo de energia pode ser liberado de diferentes maneiras. Para combustíveis fósseis, geralmente é liberado pela queima. Para substâncias como alimentos, ele é liberado durante os processos metabólicos do corpo, que são quimicamente idênticos à queima, mas são executados em uma taxa muito mais lenta e controlada.

Explosivos como dinamite e nitroglicerina liberam sua energia química potencial muito rapidamente, o que lhes confere propriedades explosivas. A maioria dos explosivos possui uma quantidade relativamente baixa de energia química potencial em massa, mesmo em comparação com coisas como o açúcar, mas suas propriedades químicas permitem que essa energia seja liberada quase instantaneamente. Por exemplo, a nitroglicerina contém 6,5 Mj / kg e a cana crua contém 19 Mj / kg.