Hva er potensiell kjemisk energi?

Potensiell kjemisk energi lagres energi i et materiale som kan frigjøres gjennom en kjemisk reaksjon.Denne energien kan komme fra å kombinere atomer eller molekyler eller fra å bryte molekyler fra hverandre.Den frigjøres i form av varme, lys eller begge deler.Vanligvis er en slags trigger nødvendig for å frigjøre potensiell energi, men denne utløseren kan være så enkel som bare å blande to materialer sammen, for eksempel å tilsette det svært reaktive metallet, kalium, med vann, noe som resulterer i en veldig sterk reaksjon som frigjør myeav varme.

Formasjon og brudd på bindinger mellom atomer er kilden til all potensiell kjemisk energi.Avhengig av styrken til slike bindinger, vil mengden lagret energi variere.Meget sterke obligasjoner lagrer en liten mengde energi, og svake obligasjoner lagrer større mengder.Sterke bindinger er veldig stabile og krever ekstra energi for å bryte, noe som betyr at mindre energi frigjøres når de er ødelagt.Det motsatte er tilfelle for svake bindinger, så de krever lite ekstra energi som en trigger for å bryte og frigjøre mye energi.

Dette prinsippet om potensiell kjemisk energi er grunnlaget for vår bruk av mange av verdens energikilder.Hydrokarbonbrensel, også kjent som fossilt brensel, som kull, petroleum og dets raffinerte derivater, inneholder veldig store mengder potensiell kjemisk energi.Når de brennes, blir molekylene til disse stoffene kombinert med oksygen.Dette resulterer i brudd på noen av molekylære bindinger mellom visse atomer i molekylene og dannelsen av andre som oksygenatomer er inkorporert i molekylstrukturen, en prosess kjent som oksidasjon.Resultatet er frigjøring av potensiell kjemisk energi i form av varme og lys, men spesielt varme, som er utnyttet og brukt til kraftmaskiner og konvertert til elektrisitet.

Lagret energi uttrykkes i standard internasjonale enheter (SI) av megajoules perKilogram (MJ/kg), og mengden energi som er lagret i et stoff i forhold til en gitt masse, kalles energitetthet.Dette muliggjør sammenligning av mengden potensiell kjemisk energi som er lagret i ett stoff til et annet etter masse.Denne typen energi kan frigjøres på forskjellige måter.For fossilt brensel frigjøres det vanligvis ved å brenne.For stoffer som matvarer frigjøres det under kroppens metabolske prosesser, som er kjemisk identiske med forbrenning, men blir utført en mye tregere og kontrollert hastighet.

Eksplosiver som dynamitt og nitroglyserin frigjør deres potensielle kjemiske energi veldig raskt, noe som gir dem deres eksplosive egenskaper.De fleste eksplosiver har en relativt lav mengde potensiell kjemisk energi etter masse, selv i forhold til ting som sukker, men deres kjemiske egenskaper gjør at denne energien frigjøres nesten øyeblikkelig.For eksempel inneholder nitroglyserin 6,5 MJ/kg og rå sukkerrør inneholder 19 MJ/kg.