20 أمثلة من الطاقة الكيميائية لفهم المفهوم

من بين أمثلة على الطاقة الكيميائية يمكننا أن نجد البطاريات ، الكتلة الحيوية ، النفط ، الغاز الطبيعي أو الفحم. وهذا ما يفسر مفهوم أن الطاقة الكيميائية هي الطاقة المخزنة داخل المنتجات الكيميائية ، مما يجعلها طاقة داخل الذرات والجزيئات.

في معظم الوقت ، تعتبر طاقة الروابط الكيميائية ، لكن المصطلح يشمل أيضًا الطاقة المخزنة في الترتيب الإلكتروني للذرات والأيونات.

إنه شكل من أشكال الطاقة المحتملة التي لن يتم ملاحظتها حتى يحدث تفاعل (Helmenstine، 2017).

عادة ، بمجرد إطلاق الطاقة الكيميائية من مادة ما ، تتحول هذه المادة إلى مادة جديدة تمامًا.

20 أمثلة بارزة للطاقة الكيميائية

1- الخشب

منذ آلاف السنين كان الخشب مصدرا للطاقة. حول نار المخيم ، يحترق الحطب وعندما تحترق الأخشاب ، فإن الطاقة الكيميائية المخزنة في روابط جزيئات السليلوز الموجودة في الخشب ، تُصدر الحرارة والضوء (أمثلة على الطاقة الكيميائية ، S.F).

خلال الثورة الصناعية ، استخدمت المحركات البخارية ، مثل القطارات ، الفحم كمصدر للطاقة.

حرق الفحم يطلق حرارة تستخدم في تبخر الماء وإنتاج الطاقة الحركية مع حركة المكبس.

على الرغم من أن المحركات البخارية أصبحت الآن قيد الاستخدام ، إلا أن الفحم لا يزال يستخدم كمصدر للطاقة لتوليد الكهرباء والحرارة.

3- البنزين

الوقود والوقود السائل مثل النفط أو الغاز هي بعض من أهم أشكال الطاقة الكيميائية للحضارة البشرية.

عندما يتم توفير مصدر الاشتعال ، تتحول أنواع الوقود الأحفوري هذه فورًا ، فتطلق كمية هائلة من الطاقة في العملية.

يتم استخدام هذه الطاقة بعدة طرق ، خاصة لأغراض النقل.

عندما تخطو مسرّع سيارتك ، يصبح الغاز الموجود في الخزان طاقة ميكانيكية تدفع السيارة للأمام ، مما ينتج عنه طاقة حركية في شكل سيارة متحركة.

4- الغاز الطبيعي

عندما يتم حرق البروبان للطهي على الشواية ، تنهار الطاقة الكيميائية المخزنة في روابط جزيئات البروبان وتطلق الحرارة للطهي.

وبالمثل ، يتم استخدام الغاز الطبيعي ، مثل الميثان ، كبديل للبنزين والديزل لتعزيز المركبات.

5 - الأكسدة المحتملة

العناصر الكيميائية لديها القدرة على إنتاج أو قبول الإلكترونات. في القيام بذلك ، فإنها تظل في حالة طاقة أكبر أو أقل حسب العنصر.

عندما ينقل أحد العناصر إلكترونًا إلى آخر ، فإن الفرق بين حالات الطاقة تلك يسمى الإكسدة المحتملة.

حسب الاصطلاح ، إذا كان الفرق موجبًا ، يحدث رد الفعل تلقائيًا (Jiaxu Wang ، 2015).

6- البطاريات والخلايا الفولتية

7- الطاقة الحيوية

هناك بعض الأنواع ، مثل الثعابين الكهربائية (electrophorus electricus) أو أسماك أعماق البحار (melanocetus johnsonii) التي هي قادرة على توليد الكهرباء الحيوية خارجيا.

في الواقع ، الكهرباء الحيوية موجودة في جميع الكائنات الحية. مثال على ذلك هي إمكانات الغشاء والمشابك العصبية.

8- التمثيل الضوئي

أثناء عملية التمثيل الضوئي ، يتم تحويل طاقة ضوء الشمس إلى طاقة كيميائية يتم تخزينها في روابط الكربوهيدرات.

بعد ذلك ، يمكن للمصانع استخدام الطاقة المخزنة في روابط جزيئات الكربوهيدرات لنموها وإصلاحها.

9- الغذاء

الطعام الذي يأكله الناس ، سواء من نبات أو من حيوان ، هو شكل من أشكال الطاقة الكيميائية المخزنة التي تستخدمها الأجسام في الحركة والوظائف.

عندما ينضج الطعام ، يتم إطلاق جزء من الطاقة من روابطه الكيميائية كنتيجة للطاقة الحرارية المطبقة.

بعد تناول الناس ، تحول عملية الهضم الطاقة الكيميائية إلى شكل يمكن أن تستخدمه أجسامهم (Barth، S.F.).

10- التنفس الخلوي

أثناء التنفس الخلوي ، تأخذ أجسامنا جزيئات الجلوكوز وتكسر الروابط التي تجمع الجزيئات معًا.

عندما يتم كسر هذه الروابط ، يتم إطلاق الطاقة الكيميائية المخزنة في هذه الروابط واستخدامها في صنع جزيئات ATP ، وهو شكل من أشكال الطاقة التي يمكن استخدامها لنا.

حركة العضلات هي مثال على كيفية استخدام الجسم للطاقة الكيميائية لتحويلها إلى ميكانيكية أو حركية.

عند استخدام الطاقة الموجودة في اعبي التنس المحترفين ، تحدث تغييرات توافقية في بروتينات العضلات الهيكلية ، مما يسبب لهم التوتر أو الاسترخاء مما يسبب حركة جسدية.

12- التحلل الكيميائي

عندما تموت الكائنات الحية ، يجب أن تذهب الطاقة الموجودة في روابطها الكيميائية إلى مكان ما. تستخدم البكتيريا والفطريات هذه الطاقة في تفاعلات التخمر.

13- الهيدروجين والأكسجين

الهيدروجين هو غاز خفيف وقابل للاشتعال. عندما يقترن الأكسجين فإنه يطلق حرارة شديدة الانفجار.

كان هذا هو سبب مأساة المنطاد في هيندنبورغ لأن هذه المركبات كانت مضخمة بالهيدروجين. يستخدم رد الفعل هذا اليوم لدفع الصواريخ إلى الفضاء.

14- الانفجارات

الانفجارات هي تفاعلات كيميائية تحدث بسرعة كبيرة وتطلق الكثير من الطاقة. عندما يتم إطلاق مادة متفجرة ، تتغير الطاقة الكيميائية المخزنة في المتفجرات ويتم نقلها إلى طاقة الصوت والطاقة الحركية والطاقة الحرارية.

هذه يمكن ملاحظتها في الصوت والحركة والحرارة التي يتم إنشاؤها.

عن طريق تحييد حمض مع قاعدة ، يتم تحرير الطاقة. هذا لأن رد الفعل طارد للحرارة.

16- حمض في الماء

أيضا عند تخفيف حمض في الماء يحدث رد فعل طارد للحرارة. يجب توخي الحذر الشديد في القيام بذلك لتجنب رش حمض. الطريقة الصحيحة لتخفيف الحمض هي دائمًا إضافته إلى الماء وليس العكس.

17- جل سائل التبريد

الحاويات الباردة المستخدمة في الرياضة هي أمثلة على الطاقة الكيميائية. عندما تتفكك الحقيبة الداخلية المملوءة بالماء ، تتفاعل مع حبيبات نترات الأمونيوم وتخلق روابط كيميائية جديدة أثناء التفاعل ، وتمتص الطاقة من البيئة..

نتيجة لتخزين الطاقة الكيميائية في روابط جديدة ، تنخفض درجة حرارة الحاوية الباردة.

18- أكياس جل الحرارية

تحتوي هذه الأكياس المفيدة التي تستخدم لتسخين اليدين الباردتين أو التهاب العضلات على مواد كيميائية بداخلها.

عند كسر الحزمة لاستخدامها ، يتم تنشيط المواد الكيميائية. تختلط هذه المواد الكيميائية وتولد الطاقة الكيميائية التي تطلقها الحرارة التي تسخن العبوة.

19- الألومنيوم في حمض الهيدروكلوريك

في تفاعل كيميائي في المختبر: يضاف رقائق الألومنيوم إلى محلول حمض الهيدروكلوريك.

يصبح أنبوب الاختبار ساخنًا للغاية لأنه خلال التفاعل يتم تكسير العديد من الروابط الكيميائية مما يؤدي إلى إطلاق الطاقة الكيميائية مما يؤدي إلى زيادة درجة حرارة المحلول.

على الرغم من عدم كونه مثالًا على الطاقة الكيميائية الجدير بالذكر. عندما تنقسم نواة الانشطار إلى عدة أجزاء أصغر.

هذه الشظايا ، أو منتجات الانشطار ، تساوي تقريبا نصف الكتلة الأصلية. كما ينبعث اثنان أو ثلاثة نيوترونات.

مجموع كتل هذه الأجزاء أقل من الكتلة الأصلية. تم تحويل هذه الكتلة "المختفية" (حوالي 0.1٪ من الكتلة الأصلية) إلى طاقة وفقًا لمعادلة أينشتاين (AJ Software & Multimedia ، 2015).

مفاهيم إضافية لفهم الطاقة الكيميائية

تشتمل التفاعلات الكيميائية على تصنيع وكسر الروابط الكيميائية (الأيونية والتساهمية) ، والطاقة الكيميائية للنظام هي الطاقة المنبعثة أو الممتصة بسبب تصنيع وتمزق هذه الروابط..

يتطلب تكسير الروابط الطاقة ، كما أن إطلاق الروابط يؤدي إلى إطلاق الطاقة ، ويمكن أن يكون رد الفعل العالمي هيدروجيني (ΔG <0) o exergónica (ΔG> 0) بناءً على التغييرات العامة في استقرار المواد المتفاعلة في المنتجات (الطاقة الكيميائية ، S.F).

تلعب الطاقة الكيميائية دورًا مهمًا في كل يوم من حياتنا. من خلال تفاعلات بسيطة وكيمياء الأكسدة والاختزال والترابط ، يمكن استخراج الطاقة واستخدامها بطريقة قابلة للاستخدام (Solomon Koo ، 2014).

مراجع

1. AJ البرمجيات والوسائط المتعددة. (2015). الانشطار النووي: الأساسيات. تعافى من atomicarchive.com.
2. بارث ، ب. أمثلة على الطاقة الكيميائية. تم الاسترجاع من greenliving.lovetoknow.com.
3. أمثلة على الطاقة الكيميائية. (وس. ف.). تعافى من softschools.com.
4. الطاقة الكيميائية (وس. ف.). تم الاسترجاع من science.uwaterloo.
5. موسوعة بريتانيكا. (2016 ، 16 سبتمبر). الطاقة الكيميائية. تعافى من britannica.com.
6. Helmenstine، A. M. (2017، 15 March). ما هو مثال للطاقة الكيميائية؟ تم الاسترجاع من thinkco.com.
7. Jiaxu Wang ، J. W. (2015 ، 11 ديسمبر). معيار الحد من المحتملة. تم الاسترجاع من chem.libretexts.org.
8. سليمان كو ، ب. ن. (2014 ، 1 مارس). الطاقة الكيميائية تم الاسترجاع من chem.libretexts.org.