Energía química: El ser humano ha utilizado la energía química a lo largo de la historia para proporcionar el calor y la electricidad que requeríamos.
La energía química existe en todas las cosas, es la base de la vida y nos ha permitido desarrollarnos hasta donde estamos hoy desde la antigüedad, por ello en esta nota conoceremos más aspectos relevantes y algunos ejemplos.
¿Qué es la energía química?
La energía química es, en pocas palabras, el potencial que tienen estas sustancias para cambiar y liberar energía en este proceso, a menudo en forma de calor. Cuando esto ocurre durante una reacción química, y sentimos calor, estamos frente a lo que los científicos llaman reacciones exotérmicas.
Esta energía se libera, a menudo en forma de calor, en lo que se conoce como reacciones exotérmicas que permiten, entre otras cosas, calentar nuestros hogares o hacer funcionar nuestros autos.
Está definida como la energía potencial que posee una sustancia dentro de los enlaces químicos. A través de una reacción química, como la combustión, la sustancia se puede transformar en otra sustancia, liberando la energía potencial generando y calor (energía térmica) en el proceso. A parte del calor, también tienen la capacidad de liberar otras clases de energía.
Ejemplos claros de energía química
Para entender cómo se manifiesta la energía química en nuestra vida cotidiana, veamos algunos ejemplos:
- Energía Nuclear: Cuando hablamos de fisión o fusión nuclear, estamos ante un tipo especial de energía química. Estas reacciones transforman de manera radical los átomos, liberando una impresionante cantidad de energía.
- Combustión: ¿Has encendido una chimenea o una fogata? Quemar combustible y aprovechar el calor resultante es un clásico ejemplo de energía química en acción.
- Digestión en seres vivos: Cada vez que comemos, nuestro estómago despliega su arsenal de ácidos para descomponer los alimentos, liberando energía química que alimenta nuestro cuerpo entero.
- Fotosíntesis: Las plantas hacen su magia transformando la luz del sol en energía química, creando la base de toda la cadena alimenticia.
Los tipos de reacciones que liberan energía química
La energía química depende de una reacción que libere su fuerza latente. Aquí te dejo algunas de las principales maneras en que estas reacciones ocurren:
- Combustión: Uno de los más comunes. Cuando el combustible se encuentra con el oxígeno, la reacción desata una llama que proporciona luz y calor.
- Descomposición: Sucede cuando una sustancia química se descompone en dos o más sustancias más simples.
- Precipitación: Dos o más sustancias se mezclan y generan un sólido insoluble, una reacción visible en medios acuosos.
- Reacción ácido-base: Cuando un ácido y una base reaccionan, se neutralizan entre sí, produciendo sal y agua.
- Síntesis: La unión de dos o más compuestos para formar algo nuevo es un fenómeno muy común de la química.
- Reacción redox: Intercambio de electrones entre diferentes sustancias, lo cual cambia el estado de oxidación.
- Desplazamiento simple: Un elemento presiona sobre una molécula y desplaza a uno de sus elementos, y el desplazamiento doble implica un intercambio de átomos.
El papel de la energía química en el mundo actual
La energía química impulsa muchas cosas en nuestro día a día, desde los combustibles fósiles que mueven nuestros vehículos hasta las sofisticadas baterías que alimentan nuestros dispositivos electrónicos. Sin embargo, con la creciente preocupación ambiental, cada vez se buscan más fuentes de energía química sostenibles. Quizás la clave esté en una combinación inteligente de biocombustibles, pilas de hidrógeno y energía solar-molecular.
En fin, la energía química sigue siendo esencial para nuestra existencia y desarrollo. Ahí está, latiendo bajo la superficie de cada átomo, esperando la reacción correcta para desplegar todo su potencial.
Modelos de energía química
Madera:
Por ejemplo, hemos utilizado madera desde la antigüedad. Una cierta cantidad de energía química se almacena en la madera, y cuando se aplica al fuego y hay oxígeno presente, dará lugar a una reacción. Las moléculas de madera reaccionan y constituyen nuevos enlaces químicos entre el dióxido de carbono, el monóxido de carbono y el agua.
Como resultado, ganamos calor y la madera, finalmente se convierte en otra sustancia, es decir, cenizas.
El petróleo y la gasolina:
Igualmente ocurre con la gasolina que está derivado del petróleo. Esta sustancia contiene demasiada energía química, que cuando se produce la combustión es capaz de impulsar el motor y mover a un automóvil. Lo contraproducente de la gasolina es que, eventualmente se evapora como gas, lo que desafortunadamente contamina el medio ambiente.
Alimentos y cuerpo humano
El otro ejemplo más famoso de energía química es la comida. Cuando consumimos alimentos, dentro de las mismas existe energía química almacenada.
La reacción necesaria se lleva a cabo en el interior de nuestro cuerpo, esto para poder liberar y utilizar esta energía, aquella que nos motiva, alimenta y nos mantiene vivos.
Algunos ejemplos sobre el alimento y el cuerpo
Tales como la madera, la gasolina y la variedad de alimentos, tienen cantidades distintas de energía química. Aunque algunas plantas, tienen un contenido bajo de calorías a diferencia de otras.
Hay veces, donde disponemos de suficiente energía que no puede ser consumida en su totalidad, por ello, el cuerpo lo vuelve a guardar en forma de grasa.
La grasa almacenada es otro de los claros ejemplos sobre energía química. Cuando el cuerpo humano lo necesita y no dispone de las calorías suficientes, porque no ha ingerido lo necesario, produce una reacción química. Y consiste en la “quema” de nuestra grasa acumulada, otorgándonos seguir respirando, caminando, corriendo o trabajando.
- Las baterías:
Así como la grasa de nuestro cuerpo, la batería de nuestro dispositivo móvil, vehículo o cualquier otro aparato, funcionan en basa a la energía química. Cuando se conecta a un circuito, los elementos químicos de la batería reaccionan para producir electricidad. Esto alimentará nuestros teléfonos móviles y computadoras hasta que se agote la batería.
Podemos ver que aunque el concepto de energía química no suele ser común en nuestras conversaciones, puede ser el concepto más importante y de uso común en nuestra vida diaria.
Hay 6 reacciones básicas que pueden ocurrir, las cuales son:
Combustión:
Esta es nuestra respuesta a la mayor parte de la energía que usamos para hacer que las cosas se muevan, conducir un automóvil y obtener electricidad de los combustibles fósiles.
La síntesis:
Se trata de un proceso de reacción química, en donde dos sustancias simples convergen para constituir una sustancia más compleja.
Desplazamiento simple:
Los átomos de una sustancia se transfieren a otra sustancia.
Doble desplazamiento:
Dos átomos de una sustancia realizan un intercambio con las demás sustancias.
Descomposición:
De esta manera, la materia compleja se convierte en materia más simple.
El ácido-base:
Una reacción química que consiste en la doble sustitución de ácidos y bases.
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Algunas curiosidades
Una de las reacciones químicas más comunes que efectuamos diariamente es la cocción de los alimentos. En este proceso, se libera energía química y ciertos tipos de sustancias se transforman en otros tipos de sustancias.
Los químicos continúan investigando acerca de las reacciones químicas y la energía. Están tratando de obtener combustible que pueda almacenar más energía mientras libera sustancias menos dañinas a la atmósfera.
La fotosíntesis constituye otro de los ejemplos del papel que desempeña la energía química. La clorofila de las plantas se encarga de absorber la energía solar y la luz. El dióxido de carbono y el agua de la atmósfera se transforman así en moléculas de azúcar y las plantas hace uso de las mismas, para diferentes procesos de vital importancia.
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