Hvad er potentiel kemisk energi?

Potentiel kemisk energi er energi opbevaret i et materiale, der kan frigøres gennem en kemisk reaktion.Denne energi kan komme fra at kombinere atomer eller molekyler eller fra at bryde molekyler fra hinanden.Det frigives i form af varme, lys eller begge dele.Normalt er en slags trigger nødvendig for at frigive potentiel energi, men denne trigger kan være så enkel som bare at blande to materialer sammen, såsom at tilføje det meget reaktive metal, kalium, med vand, hvilket resulterer i en meget stærk reaktion, der frigiver en hel delaf varme.

Dannelse og brud på bindinger mellem atomer er kilden til al potentiel kemisk energi.Afhængig af styrken af sådanne bindinger vil mængden af lagret energi variere.Meget stærke obligationer opbevarer en lille mængde energi, og svage obligationer opbevarer større mængder.Stærke bindinger er meget stabile og kræver ekstra energi til at bryde, hvilket betyder, at mindre energi frigøres, når den er brudt.Det modsatte er tilfældet med svage bindinger, så de kræver lidt ekstra energi som en trigger for at bryde og frigive en hel del energi.

Dette princip om potentiel kemisk energi er grundlaget for vores brug af mange af verdens energikilder.Hydrocarbonbrændstoffer, også kendt som fossile brændstoffer, såsom kul, olie og dets raffinerede derivater, indeholder meget store mængder potentiel kemisk energi.Når de brændes, kombineres molekylerne af disse stoffer med ilt.Dette resulterer i nedbrydning af nogle af de molekylære bindinger mellem visse atomer i molekylerne og dannelsen af andre som iltatomer er inkorporeret i molekylstrukturen, en proces kendt som oxidation.Resultatet er frigivelsen af potentiel kemisk energi i form af varme og lys, men især varme, der udnyttes og bruges til strømmaskiner og konverteres til elektricitet.

Gemt energi udtrykkes i standard internationale enheder (SI) af megajoules pr.Kilogram (MJ/kg) og mængden af energi, der er gemt i et stof i forhold til en given masse, kaldes energitæthed.Dette giver mulighed for sammenligning af mængden af potentiel kemisk energi, der er gemt i et stof til et andet ved masse.Denne type energi kan frigøres på forskellige måder.For fossile brændstoffer frigives det normalt ved at brænde.For stoffer som fødevarer frigives det under de metaboliske processer, som er kemisk identiske med forbrænding, men udføres en meget langsommere og kontrolleret hastighed.

Eksplosiver som dynamit og nitroglycerin frigiver deres potentielle kemiske energi meget hurtigt, hvilket giver dem deres eksplosive egenskaber.De fleste sprængstoffer har en relativt lav mængde potentiel kemisk energi efter masse, selv i sammenligning med ting som sukker, men deres kemiske egenskaber tillader, at denne energi frigives næsten øjeblikkeligt.For eksempel indeholder nitroglycerin 6,5 MJ/kg, og rå sukkerrør indeholder 19 mJ/kg.