kemiallinen energia määritellään atomeihin ja molekyyleihin varastoituneen potentiaalienergian muodoksi. Yleensä kyse on kemiallisiin sidoksiin varastoituneesta energiasta, mutta myös ionien ja atomien elektronijärjestelyn energiasta. Kemiallista energiaa havaitaan, kun tapahtuu kemiallinen reaktio tai aine muuttaa muotoaan. Energia joko absorboituu tai vapautuu, kun kemiallinen energia muuttuu kemiallisen muutoksen seurauksena.

avainkohdat: kemiallinen energia

• kemiallinen energia on potentiaalienergian muoto, joka esiintyy kemiallisissa sidoksissa, atomeissa ja subatomisissa hiukkasissa.
• kemiallista energiaa voidaan havaita ja mitata vain kemiallisen reaktion yhteydessä.
• mikä tahansa aine, joka on polttoaine, sisältää kemiallista energiaa.
• energia voidaan vapauttaa tai absorboida. Esimerkiksi palamisesta vapautuu enemmän energiaa kuin reaktion käynnistämiseen tarvitaan. Yhteyttäminen imee enemmän energiaa kuin vapauttaa.

kemialliset Energiaesimerkit

polttoaineet ovat tuttu kemiallisen energian muoto. Vaikka palaminen on esimerkki kemiallisen energian vapautumisesta, on useita muitakin esimerkkejä:

• hiili: palamisreaktio muuttaa kemiallisen energian valoksi ja lämmöksi.
• Puu: palaminen muuttaa kemiallisen energian valoksi ja lämmöksi.
• maaöljy: Maaöljyä voidaan polttaa valon ja lämmön vapauttamiseksi tai muuttaa muuksi kemialliseksi energiaksi, kuten bensiiniksi.
• kemialliset akut: akut varastoivat kemiallista energiaa sähköksi muutettavaksi.
• biomassa: biomassan palaminen muuntaa kemiallisen energian valoksi ja lämmöksi.
• maakaasu: palaminen muuttaa kemiallisen energian valoksi ja lämmöksi.
• ruoka: digestio muuntaa kemiallista energiaa muiksi solujen käyttämiksi energiamuodoiksi.
• Turvatyynyt: turvatyynyissä on yhdiste natriumatsidi, joka syttyy laukun aktivoituessa. Reaktiossa syntyy typpikaasua, joka täyttää turvatyynyn muuttaen kemiallista energiaa kineettiseksi energiaksi.
• kylmäpakkaukset: kemiallinen energia absorboituu reaktiossa.
• propaani: Palava propaani tuottaa lämpöä ja valoa.
• bensiini: bensiini on kemiallista energiaa, jota poltetaan autojen pyörittämiseen. Kemiallinen energia muuttuu lopulta kineettiseksi energiaksi.
• Kuumapakkaukset: kemiallinen reaktio tuottaa lämpöä tai lämpöenergiaa.
• tulitikut: tulitikun lyöminen muuttaa tulitikkupään kemikaalit muiksi yhdisteiksi vapauttaen valoa ja lämpöä.
• fotosynteesi: fotosynteesi muuttaa valon (aurinkoenergian) kemialliseksi energiaksi (sokerin glukoosi).
• soluhengitys: soluhengitys on joukko reaktioita, jotka muuttavat glukoosin kemiallisen energian ATP: n kemialliseksi energiaksi, jota kehomme voi käyttää.

miten kemiallinen energia toimii

suurimmaksi osaksi kemiallinen energia on kemiallisiin sidoksiin varastoitunutta energiaa. Kemiallisessa reaktiossa kemialliset sidokset katkeavat ja syntyy uusia, jolloin tuotteet muuttuvat reaktanteiksi. Kun sidosten katkeaminen vapauttaa enemmän kemiallista energiaa kuin uusien sidosten muodostaminen absorboi, reaktio on eksoterminen ja lämpöä vapautuu. Mutta joskus se vie enemmän energiaa muodostaa kemiallisia sidoksia tehdä tuotteita kuin rikkoa sidoksia reaktanttien vapauttaa. Tämän tyyppinen kemiallinen reaktio absorboi lämpöä tai muuta energiaa ja on endoterminen. Sekä eksotermisissä että endotermisissä reaktioissa on kyse kemiallisesta energiasta, koska energia muuttuu kemiallisella reaktiolla toisiin muotoihin.

• Christian, Jerry D. (1973). ”Kemiallisten sidosten vahvuus”. Journal of Chemical Education. 50 (3): 176. doi: 10.1021 / ed050p176
• Jain, Mahesh C. (2009). ”Fundamental Forces and Laws: a Brief Review”). Teknillisen fysiikan oppikirja, Osa 1. PHI Learning Pvt. Ltd. ISBN 978-81-203-3862-3.
• McCall, Robert P. (2010). Energia, työ ja aineenvaihdunta (engl. Ihmiskehon fysiikka. Jhu Press. ISBN 978-0-8018-9455-8.
• Schmidt-Rohr, K. (2015). ”Miksi palavat aineet ovat aina Eksotermisiä, tuottaen noin 418 kJ O2: n moolia kohti”. J. Kemi. Valistus. 92: 2094–2099. doi: 10.1021 / acs.jchemed.5b00333