La energía química está presente prácticamente en toda la materia y es sumamente importante para la vida diaria. Pero ¿a qué nos referimos cuando hablamos de esta forma de energía?
Qué es la energía química
La energía química es la energía almacenada en los enlaces de los compuestos químicos, como los átomos y las moléculas. Esta energía se libera cuando tiene lugar una reacción química.
Los alimentos que comemos contienen energía química almacenada. A medida que los enlaces entre los átomos en los alimentos se aflojan o se rompen, se produce una reacción química y se crean nuevos compuestos.
Asimismo, la madera seca contiene energía química almacenada. Cuando se quema esa madera en una chimenea, la energía química se libera y se convierte en energía térmica y energía luminosa. ¿Y qué pasa con la madera? Tras la reacción química se convierte en una nueva sustancia: la ceniza.
Hay dos términos importantes que deben ser conocidos al hablar de energía química, estos son:
Exoergica: una reacción nuclear exotérmica (exoérgica) es una reacción que libera energía cuando se forman enlaces químicos.
Endoérgico: una reacción endotérmica (o endoérgica) es aquella que requiere un aporte de energía para que tenga lugar.
Características
- Es una forma de energía potencial que se encuentra dentro de los enlaces químicos, los átomos y las partículas subatómicas.
- Solo se puede observar y medir cuando ocurre una reacción química.
- Cualquier materia considerada como combustible contiene este tipo de energía.
- La energía puede ser liberada o absorbida. Por ejemplo, la combustión libera más energía de la que se necesita para iniciar la reacción, en cambio la fotosíntesis absorbe más energía de la que libera.
Ventajas de la energía química
La química básica nos enseña que todo (incluidos los materiales orgánicos como las plantas y los animales, así como los inorgánicos como el plástico) está hecho de átomos.
Entonces, si nos fijamos en la definición de energía química, nos daremos cuenta de que está presente en casi todos los seres vivos y no vivos.
Esto la convierte en una de las fuentes de combustible más abundantes en todo el mundo porque prácticamente cualquier elemento combustible puede usarse para proporcionar energía.
A diferencia de otros tipos de fuentes de energía, esta se puede almacenar fácilmente para su uso posterior y también se puede acceder fácilmente según sea necesario.
Basta con mirar las modernas baterías de iones de litio. A lo largo de los años, estas han hecho posibles numerosas innovaciones tecnológicas porque permiten a las personas almacenar energía y acceder a ella incluso cuando no están dentro del alcance de un tomacorriente.
Gracias a las baterías ha sido posible para los científicos y otros innovadores idear teléfonos celulares, teléfonos inteligentes, computadoras portátiles, tabletas, dispositivos portátiles y otros dispositivos que han cambiado el mundo.
La energía química se puede aprovechar rápidamente siempre que se encuentre presente la cantidad correcta de oxígeno y se logre la combustión.
Entonces, para aprovecharla al máximo, es importante contar con un sistema que admita una combustión óptima.
Los vehículos, por ejemplo, necesitan tener un motor de automóvil bien diseñado para que la cantidad correcta de gasolina y aire puedan mezclarse y producir combustible.
¿Qué tipo de energía es?
La respuesta corta a la pregunta anterior es, energía potencial eléctrica.
Cuando el hidrógeno se quema, los átomos de hidrógeno se unen a los átomos de oxígeno y es este proceso de unión el que hace que se libere la energía térmica.
Esto sucede porque hay una fuerza eléctrica atractiva entre los átomos de hidrógeno y los átomos de oxígeno.
Los átomos ganan energía cinética cuando vuelan juntos y como la energía siempre se conserva, la molécula resultante (H2O – agua) se despega a gran velocidad. Y dado que un gas caliente es uno cuyas moléculas se mueven con alta velocidad, se libera energía térmica.
Por otro lado, cualquier objeto que experimente dos fuerzas en direcciones opuestas que lo sostienen todavía tiene energía potencial.
Una roca en la parte superior de un acantilado siente que la gravedad lo empuja hacia abajo y el acantilado lo empuja hacia arriba para mantenerlo quieto. El empuje hacia arriba del acantilado se puede «eliminar» al lanzarlo desde el acantilado y ahora la energía potencial se convertirá en energía cinética a medida que cae al suelo bajo la fuerza de la gravedad.
Esa energía luego se convierte en sonido y calor cuando toca el suelo. Algo similar ocurre en una mezcla de hidrógeno y gases de oxígeno.
Para empezar, cada átomo de hidrógeno está débilmente unido a otro en una molécula de dos átomos. Lo mismo es cierto para los átomos de oxígeno.
Cuando se agrega una chispa a la mezcla, algunos de esos enlaces débiles se rompen. Esto es equivalente a patear la roca del acantilado.
Luego, los átomos libres de hidrógeno ‘caen’ a átomos de oxígeno bajo la fuerza eléctrica para formar enlaces mucho más fuertes. Esto es equivalente a una roca que cae del acantilado para golpear el suelo.
Por lo tanto, la energía química es energía eléctrica «disfrazada».
Ejemplos de energía química
- Carbón, madera, gas natural, biomasa: la reacción de combustión convierte la energía química en luz y calor.
- Petróleo: se puede quemar para liberar luz y calor o cambiar a otra forma de energía química, como la gasolina.
- Baterías químicas: almacenan energía química para transformarla en electricidad.
- Alimentos: digeridos para convertir la energía química en otras formas de energía utilizadas por las células.
- Compresas frías: la energía química se absorbe en una reacción.
- Propano: se quema para producir calor y luz.
- Hot packs: la reacción química produce calor o energía térmica.
- La fotosíntesis transforma la energía solar en química.
- La respiración celular es un conjunto de reacciones que cambian la energía química en glucosa, una forma que nuestros cuerpos pueden usar.
