20 exemplos de energia química para entender o conceito
Entre os exemplos de energia química podemos encontrar baterias, biomassa, petróleo, gás natural ou carvão. Isso explica o conceito de que a energia química é a energia armazenada dentro de produtos químicos, o que a transforma em átomos e moléculas.
Na maioria das vezes, é considerada a energia das ligações químicas, mas o termo também inclui energia armazenada no arranjo eletrônico de átomos e íons.
É uma forma de energia potencial que não será observada até que ocorra uma reação (Helmenstine, 2017).
Geralmente, uma vez que a energia química é liberada de uma substância, essa substância é transformada em uma substância completamente nova.
20 exemplos notáveis de energia química
1- Madeira
Por milhares de anos, a madeira tem sido uma fonte de energia. Em torno de uma fogueira, a lenha queima e à medida que a madeira queima, a energia química armazenada nas ligações das moléculas de celulose na madeira libera calor e luz (Chemical Energy Examples, SF).
Durante a Revolução Industrial, os motores a vapor, como os trens, usavam o carvão como fonte de energia.
A queima de carvão libera o calor que foi usado para evaporar a água e produzir energia cinética com o movimento de um pistão.
Embora os motores a vapor estejam agora em desuso, o carvão ainda é usado como fonte de energia para gerar eletricidade e calor.
3- Gasolina
Combustíveis, combustíveis líquidos como petróleo ou gás são algumas das formas economicamente mais importantes de energia química para a civilização humana.
Quando uma fonte de ignição é fornecida, esses combustíveis fósseis se transformam instantaneamente, liberando uma quantidade tremenda de energia no processo.
Essa energia é usada de várias maneiras, especialmente para fins de transporte.
Quando você pisa no acelerador do seu carro, o gás no tanque se transforma em energia mecânica que impulsiona o carro para frente, o que cria energia cinética na forma do carro em movimento.
4- gás natural
Quando o propano é queimado para cozinhar em uma grade, a energia química armazenada nas ligações das moléculas de propano se decompõe e o calor é liberado para cozinhar.
Da mesma forma, o gás natural, como o metano, está sendo usado como alternativa à gasolina e ao diesel para a condução de veículos.
5- potencial redox
Elementos químicos têm a capacidade de produzir ou aceitar elétrons. Ao fazê-lo, eles permanecem em um estado de maior ou menor energia, dependendo do elemento.
Quando um elemento transfere um elétron para outro, a diferença entre esses estados de energia é chamada de potencial redox.
Por convenção, se a diferença é positiva, a reação ocorre espontaneamente (Jiaxu Wang, 2015).
6- Baterias e células voltaicas
7- Bioeletricidade
Existem algumas espécies, como as enguias elétricas ( electrophorus electricus ) ou peixes de profundidade ( melanocetus johnsonii ) que são capazes de gerar bioeletricidade externamente.
De fato, a bioeletricidade está presente em todos os seres vivos. Exemplo deles são potenciais de membrana e sinapses neuronais.
8- Fotossíntese
Durante a fotossíntese, a energia da luz solar é convertida em energia química que é armazenada nas ligações de carboidratos.
Posteriormente, as plantas podem usar a energia armazenada nas ligações das moléculas de carboidratos para seu crescimento e reparo.
9- Comida
A comida que as pessoas comem, seja de uma planta ou de um animal, é uma forma de energia química armazenada que os corpos usam para se movimentar e funcionar.
Quando o alimento é cozido, parte da energia é liberada de suas ligações químicas, como resultado da energia térmica aplicada.
Depois que as pessoas comem, o processo digestivo transforma ainda mais a energia química em uma forma que seus corpos podem usar (Barth, SF).
10- Respiração celular
Durante a respiração celular, nossos corpos tomam as moléculas de glicose e quebram as ligações que mantêm as moléculas juntas.
Quando essas ligações são quebradas, a energia química armazenada nessas ligações é liberada e usada para fabricar as moléculas de ATP, uma forma de energia utilizável para nós.
O movimento muscular é um exemplo de como o corpo usa energia química para transformá-lo em mecânico ou cinético.
Ao usar a energia contida no ATP, ocorrem mudanças conformacionais nas proteínas do músculo esquelético, fazendo com que elas se tensionem ou relaxem, causando movimento físico.
12- Decomposição química
Quando os seres vivos morrem, a energia contida em suas ligações químicas deve ir a algum lugar. Bactérias e fungos usam essa energia em reações de fermentação.
13- Hidrogênio e Oxigênio
O hidrogênio é um gás leve e inflamável. Quando combinado com o oxigênio, libera o calor explosivamente.
Esta foi a causa da tragédia do dirigível Hindenburg, uma vez que estes veículos foram inflados com hidrogênio. Hoje, essa reação é usada para impulsionar foguetes para o espaço.
14- Explosões
Explosões são reações químicas que acontecem muito rápido e liberam muita energia. Quando um explosivo é disparado, a energia química armazenada no explosivo muda e é transferida para energia sonora, energia cinética e energia térmica.
Estes são observáveis no som, movimento e calor que são criados.
Ao neutralizar um ácido com uma base, a energia é liberada. Isso ocorre porque a reação é exotérmica.
16- Ácido em água
Além disso, ao diluir um ácido em água, ocorre uma reação exotérmica. Deve-se tomar muito cuidado ao fazê-lo para evitar respingos de ácido. A maneira correta de diluir um ácido é sempre adicioná-lo à água e nunca o contrário.
17- gel refrigerante
Recipientes frios usados em esportes são exemplos de energia química. Quando a bolsa interna é preenchida com água, ela reage com os grânulos de nitrato de amônio e cria novas ligações químicas durante a reação, absorvendo energia do ambiente.
Como resultado da energia química sendo armazenada em novas ligações, a temperatura da embalagem fria diminui.
18- Bolsas térmicas de gel
Esses sacos úteis que são usados para aquecer as mãos frias ou os músculos doloridos têm substâncias químicas dentro deles.
Quando você quebra o pacote para usá-lo, os produtos químicos são ativados. Esses produtos químicos são misturados e a energia química que eles liberam cria o calor que aquece o pacote.
19- Alumínio em ácido clorídrico
Em uma reação química em laboratório: folha de alumínio é adicionada à solução de ácido clorídrico.
O tubo de ensaio fica muito quente porque durante a reação muitas ligações químicas são quebradas liberando energia química, fazendo com que a temperatura da solução aumente.
Apesar de não ser um exemplo de energia química vale a pena mencionar. Quando um núcleo de fissão se divide em vários fragmentos menores.
Esses fragmentos, ou produtos de fissão, são aproximadamente iguais a metade da massa original. Dois ou três nêutrons também são emitidos.
A soma das massas desses fragmentos é menor que a massa original. Essa massa "desaparecida" (cerca de 0, 1% da massa original) foi convertida em energia de acordo com a equação de Einstein (AJ Software & Multimedia, 2015).
Conceitos extras para entender a energia química
Reações químicas envolvem a fabricação e quebra de ligações químicas (iônicas e covalentes) e a energia química de um sistema é a energia liberada ou absorvida devido à fabricação e ruptura dessas ligações.
A quebra de ligações requer energia, formar ligações libera energia, e a reação global pode ser endergônica (ΔG 0) com base nas mudanças gerais na estabilidade dos reagentes aos produtos (Energia Química, SF).
A energia química desempenha um papel crucial em todos os dias da nossa vida. Através de reações simples e química redox, decomposição e formação de elos, a energia pode ser extraída e aproveitada de maneira utilizável (Solomon Koo, 2014).