Was ist potenzielle chemische Energie?

Potentielle chemische Energie wird Energie in einem Material gespeichert, das durch eine chemische Reaktion freigesetzt werden kann.Diese Energie kann durch die Kombination von Atomen oder Molekülen oder durch Auseinanderbrechen von Molekülen entstehen.Es wird in Form von Wärme, Licht oder beidem freigesetzt.Normalerweise ist eine Art von Trigger erforderlich, um potenzielle Energie freizusetzen, aber dieser Auslöser kann so einfach sein, wie nur zwei Materialien zu mischen, z. B. das Hinzufügen des hochreaktiven Metalls, Kaliumvon Hitze.

Die Bildung und das Brechen von Bindungen zwischen Atomen sind die Quelle aller potenziellen chemischen Energie.Abhängig von der Stärke solcher Bindungen variiert die Menge der gespeicherten Energie.Sehr starke Bindungen speichern eine kleine Menge Energie, und schwache Bindungen speichern größere Mengen.Starke Bindungen sind sehr stabil und erfordern zusätzliche Energie zum Brechen, was bedeutet, dass weniger Energie freigesetzt wird, wenn sie gebrochen werden.Das Gegenteil gilt für schwache Bindungen, daher erfordern sie wenig Energie als Auslöser, um viel Energie zu brechen und freizusetzen.

Dieses Prinzip potenzieller chemischer Energie ist die Grundlage für die Verwendung vieler Energiequellen der Welt.Kohlenwasserstoffbrennstoffe, auch fossile Brennstoffe wie Kohle, Erdöl und seine raffinierten Derivate bekannt, enthalten sehr große Mengen potenzieller chemischer Energie.Beim Verbrennen werden die Moleküle dieser Substanzen mit Sauerstoff kombiniert.Dies führt zum Brechen einiger molekularer Bindungen zwischen bestimmten Atomen in den Molekülen und die Bildung anderer als Sauerstoffatome werden in die molekulare Struktur eingebaut, ein Prozess, der als Oxidation bekannt ist.Das Ergebnis ist die Freisetzung potenzieller chemischer Energie in Form von Wärme und Licht, aber insbesondere Wärme, die genutzt und zur Stromversorgung von Maschinen verwendet und in Elektrizität umgewandelt wird.Kilogramm (MJ/kg) und die in einer Substanz in Bezug auf eine bestimmte Masse gespeicherte Energie wird als Energiedichte bezeichnet.Dies ermöglicht den Vergleich der Menge an potenzieller chemischer Energie, die durch Masse in einer Substanz mit einer anderen gespeichert sind.Diese Art von Energie kann auf unterschiedliche Weise freigesetzt werden.Bei fossilen Brennstoffen wird es normalerweise durch Verbrennen freigesetzt.Für Substanzen wie Lebensmittel wird es während der Bodys -Stoffwechselprozesse freigesetzt, die chemisch mit dem Verbrennen identisch sind, aber eine viel langsamere und kontrollierte Rate durchgeführt werden.

Explosivstoffe wie Dynamit und Nitroglycerin füllen ihre potenzielle chemische Energie sehr schnell frei, was ihnen ihre explosiven Eigenschaften verleiht.Die meisten Sprengstoffe haben eine relativ geringe Menge an potenzieller chemischer Energie durch Masse, selbst im Vergleich zu Dingen wie Zucker, aber ihre chemischen Eigenschaften ermöglichen es, dass diese Energie fast augenblicklich freigesetzt wird.Zum Beispiel enthält Nitroglycerin 6,5 MJ/kg und Rohzuckerrohr enthält 19 mj/kg.