Vad är kemisk potentiell energi?
Kemisk potentiell energi är energi som lagras i atomer och bindningarna mellan atomer och kan frigöras genom olika kemiska reaktioner. Ett exempel som de flesta känner till är energin som frigörs när fossila bränslen som bensin förbränns. I detta fall frigörs den kemiska potentiella energin i bensinen huvudsakligen som värme. Den mänskliga kroppen frigör matens kemiska potentiella energi att använda som bränsle. Kemisk potentiell energi finns i många föreningar och kemikalier, både naturligt förekommande och av människan.
Bindningarna mellan atomer är källan till all kemisk potentiell energi. Atomer med mycket starka bindningar av den joniska eller kovalenta typen har relativt låg potentiell kemisk energi, eftersom det kräver en stor mängd extern energi helt enkelt för att bryta bindningarna. Svagare bindningar, som de av van der Waal-typen, har mer potentiell kemisk energi, eftersom de kräver relativt lite energi att bryta.
Energi frigörs när dessa bindningar bildas mellan atomer, och energin i kemiska reaktioner skapas inte eller förstörs. Detta innebär att kemiska reaktioner kan analyseras som matematiska ekvationer. Eftersom en stark bindning kräver en stor mängd energi för att bryta, måste detta innebära att när samma bindning bildas, frigörs mycket energi. Med samma logik, när en svag bindning bildas, frigörs relativt lite energi.
Till exempel när två väteatomer binder till en vätgasgasmolekyl bildar de en stark bindning. Detta kräver lite energi utanför för att åstadkomma. Atomernas kemiska energi frigörs som värme och ljus. För att bryta bindningen mellan de två atomerna måste samma mängd energi som släpptes när de fästes appliceras för att bryta bindningen. Denna energi absorberas av atomerna.
Vi möter mekanismerna för frisättning av kemisk potentiell energi varje dag. Att bränna gas i våra bilar är bara ett sätt. Hur denna energi frigörs är genom kombinationen av syremolekyler med bränslets molekyler. Syremolekylerna och bränslemolekylerna är bundna med relativt svaga bindningar. När bränslet brinner, bryts syre- och bränslemolekylerna isär och rekombineras som koldioxid och vattenmolekyler, som båda är bildade med mycket starka bindningar, så att en stor mängd energi frigörs. Denna energi omvandlas sedan av motorn till kinetisk energi och används för att flytta fordonet.