Potansiyel Kimyasal Enerji Nedir?

Potansiyel kimyasal enerji, kimyasal bir reaksiyonla açığa çıkabilen bir maddede depolanan enerjidir. Bu enerji atomları veya molekülleri birleştirmekten veya molekülleri parçalamaktan gelebilir. Isı, ışık ya da her ikisi şeklinde salınır. Genellikle potansiyel enerjiyi serbest bırakmak için bir tür tetikleyici gereklidir, ancak bu tetikleyici yüksek oranda reaktif metal olan potasyum ve suyla birlikte iki maddenin bir araya getirilmesi kadar basit olabilir, bu da çok fazla serbest bırakan çok güçlü bir tepkimeye neden olur Isı

Atomlar arasındaki bağların oluşumu ve kopması, tüm potansiyel kimyasal enerjinin kaynağıdır. Bu tür tahvillerin gücüne bağlı olarak, depolanan enerji miktarı değişecektir. Çok güçlü bağlar az miktarda enerji depolar ve zayıf bağlar daha büyük miktarlarda depolar. Güçlü bağlar çok sabittir ve kırılması için ek enerji gerektirir, bu da kırıldığında daha az enerji salınması anlamına gelir. Bunun tersi, zayıf bağlar için geçerlidir, bu yüzden büyük miktarda enerjiyi kesmek ve serbest bırakmak için tetikleyici olarak çok az ek enerji gerektirirler.

Bu potansiyel kimyasal enerji ilkesi, dünyanın birçok enerji kaynağını kullanmamızın temelini oluşturur. Kömür, petrol ve onun rafine türevleri gibi fosil yakıtlar olarak da bilinen hidrokarbon yakıtları, çok büyük miktarda potansiyel kimyasal enerji içerir. Yandığında, bu maddelerin molekülleri oksijen ile birleştirilir. Bu, moleküllerdeki bazı atomlar arasındaki bazı moleküler bağların kopması ve oksijen atomu olarak başkalarının oluşumu ile oksidasyon olarak bilinen bir işlem olan moleküler yapıya dahil edilir. Sonuç, potansiyel kimyasal enerjinin ısı ve ışık, ancak özellikle de makinelere güç vermek ve elektrik enerjisine dönüştürmek için kullanılan ısı olarak salınmasıdır.

Depolanan enerji, kilogram başına standart uluslararası birim (SI) cinsinden ifade edilir (Mj / kg) ve belirli bir kütleye göre bir maddede depolanan enerji miktarına enerji yoğunluğu denir. Bu, bir maddede depolanan potansiyel kimyasal enerji miktarının kütlece karşılaştırılmasını sağlar. Bu tür bir enerji farklı şekillerde serbest bırakılabilir. Fosil yakıtlar için genellikle yakılarak serbest bırakılır. Gıdalar gibi maddeler için, kimyasal olarak yanma ile aynı olan ancak çok daha yavaş ve kontrollü bir hızda gerçekleştirilen, metabolizma süreçleri sırasında serbest bırakılır.

Dinamit ve nitrogliserin gibi patlayıcılar, potansiyel kimyasal enerjilerini çok hızlı bir şekilde serbest bırakır, bu da patlayıcı özelliklerini verir. Çoğu patlayıcı, şeker gibi şeylerle karşılaştırıldığında bile kütle olarak nispeten düşük bir miktarda potansiyel kimyasal enerjiye sahiptir, ancak kimyasal özellikleri bu enerjinin neredeyse anında serbest bırakılmasını sağlar. Örneğin, nitrogliserin 6.5 Mj / kg ve ham şeker kamışı 19 Mj / kg içerir.