Menu

Central nuclear d'Isar, Alemanya

Piscina de combustible nuclear gastat

Turbina d'una central nuclear

Què és l'energia química?

L'energia química és el potencial d'una substància química per experimentar una transformació a través d'una reacció química o, de transformar-se en altres substàncies químiques. Formar o trencar enllaços químics implica energia. Aquesta energia pot ser absorbida o evolucionar des d'un sistema químic.

Què és l'energia química?

L'energia que pot ser alliberada (o absorbida) per una reacció entre un conjunt de substàncies químiques és igual a la diferència entre la quantitat d'energia dels productes i dels reactius. Aquest canvi en energia s'anomena energia interna d'una reacció química.

Atès que la força dels enllaços químics s'associa amb la distància entre les espècies químiques (de fet els enllaços químics més forts són els que tenen els elements químics implicats en la unió més a prop), l'energia química depèn de la posició mútua de les partícules que constitueixen una substància. Per tant, l'energia química és l'energia emmagatzemada en els enllaços químics. Aquesta energia és atribuïble, en gran part, a la suma de l'energia potencial de les interaccions electrostàtiques de les càrregues presents en la matèria ponderable, més l'energia cinètica dels electrons. Aquesta energia també es presenta a la unió de les partícules subatòmiques (protons i neutrons) del úcelo d'un àtom. És el que s'anomena energia nuclear ;.

Si es té un "nivell zero" de l'energia química que és on no hi ha enllaços químics, l'energia química és negativa.

La ressonància és un fenomen químic-estructural que influeix en gran mesura l'energia química en el sentit estabilitzador. La reactivitat i la cinètica dels diversos compostos pateixen de les diferències d'energia química.

L'energia química es produeix en el curs de les transformacions que tenen lloc a nivell de molècules.

L'energia química i la termodinàmica

L'energia química té una estreta relació amb la termodinàmica en què apareixen conceptes d'energia interna, entalpia i processos termodinàmics.

En química termodinàmica el terme usat per a l'energia potencial és el potencial químic, i per la transformació química s'utilitza sovint l'equació de Gibbs-Duhem.

El canvi d'energia interna d'un procés és igual a el canvi de calor si es mesura sota condicions de volum constant, com en un calorímetre. No obstant això sota condicions de pressió constant la calor mesurat no sempre és igual a el canvi d'energia interna. El canvi de calor a pressió constant es diu canvi d'entalpia.

Ús d'energia química en sistemes tècnics

Un altre terme útil és la calor de combustió, que és l'energia alliberada en la reacció de combustió i sovint aplicada a l'estudi dels combustibles.

Des d'un punt de vista tècnic, els combustibles contenen energia química que es converteix en energia mecànica a través de la seva combustió, per exemple, en els motors tèrmics. El combustible permet la transformació de l'energia de reacció química de la combustió directament en energia elèctrica o en energia mecànica.

Quan s'usen bateries, l'energia química es converteix directament en energia elèctrica a través de reaccions redox electroquímiques. Un acumulador es comporta de manera similar a una bateria en l'ús d'energia, i viceversa, pot convertir energia elèctrica en químics i emmagatzemar-la.

Energia química potencial

L'energia química potencial és una forma d'energia potencial relacionada amb la disposició estructural dels àtoms o les molècules. Aquesta disposició pot ser resultat dels enllaços químics entre les molècules. L'energia química d'una substància pot ser transformada en altres formes d'energia per reacció química.

El terme similar de potencial químic s'utilitza per indicar el potencial d'una substància d'experimentar un canvi de configuració, en la forma de reacció química, transport espacial, intercanvi de partícula amb un reservori.

Exemples d'energia química

A continuació uns quants exemples d'energia química:

  • Energia nuclear. En les reaccions nuclears de fissió o fusió es generen alteracions químiques en els àtoms que es transformen en energia química.
  • La combustió d'un combustible. Un exemple d'aquest cas el tenim a l'cremar un combustible i obtenir energia tèrmica en forma de calor.
  • La digestió per part d'un organisme viu. Els aliments, a través de determinades reaccions a l'estómac es converteixen en energia química per a l'organisme.
  • La fotosíntesi. Les plantes verdes obtenen energia transformant l'energia solar en energia química en la fotosíntesi, l'energia elèctrica es pot convertir en energia química a través de reaccions electroquímiques.

La química nuclear és una branca de la química que s'ocupa de l'estudi dels aspectes químics esmentats en:

  • propietats nuclears (com l'estructura del ucli atòmic, les reaccions nuclears i la desintegració radioactiva)
  • propietats dels elements de la fin del sistema periòdic (per als quals és essencial la detecció de radiació nuclear)
  • fenòmens macroscòpics en els quals intervenen processos nuclears (per exemple, radiocronologia, astrofísica, etc.)
  • aplicació de tècniques d'anàlisi basades en fenòmens nuclears (com l'anàlisi d'activació o l'ús de traçadors radioactius) en l'estudi de problemes científics en una varietat de camps científics o tècnics.

Química nuclear

Què és la química nuclear?

    La química nuclear és una branca de la química que s'ocupa de l'estudi dels aspectes químics esmentats en:

    • propietats nuclears (com l'estructura del ucli atòmic, les reaccions nuclears i la desintegració radioactiva)
    • propietats dels elements de la fin del sistema periòdic (per als quals és essencial la detecció de radiació nuclear)
    • fenòmens macroscòpics en els quals intervenen processos nuclears (per exemple, radiocronologia, astrofísica, etc.)
    • aplicació de tècniques d'anàlisi basades en fenòmens nuclears (com l'anàlisi d'activació o l'ús de traçadors radioactius) en l'estudi de problemes científics en una varietat de camps científics o tècnics.

    La química nuclear està estretament vinculada a la radioquímica, que al seu torn s'ocupa de l'estudi de la radioactivitat natural i artificial i l'ús de radioisòtops en l'estudi dels processos químics. La radioquímica inclou activitats com ara mètodes radioanalíticos, aplicacions de radionúclids en disciplines fora de l'àrea de la química (per exemple, medicina nuclear), radioisòtops de química (en relació directa amb la física), química de materials mètodes d'etiquetatge altament radioactius i isotòpics .

     

      Autor:

      Data de publicació: 11 de desembre de 2015
      Última revisió: 17 de febrer de 2020