La energía química es el potencial de una sustancia química para experimentar una transformación a través de una reacción química o, de transformarse en otras sustancias químicas. Formar o romper enlaces químicos implica energía. Esta energía puede ser absorbida o evolucionar desde un sistema químico.
Dependiendo de la naturaleza de las reacciones químicas, éstas pueden liberar energía o absorberla.
La energía química tiene una estrecha relación con la termodinámica en el que aparecen conceptos de energía interna, entalpía y procesos termodinámicos.
Ejemplos de energía química
A continuación unos cuantos ejemplos de energía química:
Energía nuclear. En las reacciones nucleares de fisión o fusión se generan alteraciones químicas en los átomos que permiten obtener energía en forma de calor.
La combustión de un combustible libera energía térmica a través de reacciones químicas.
La digestión por parte de un organismo vivo. Los alimentos, a través de determinadas reacciones en el estómago se convierten en energía química para el organismo.
La fotosíntesis realizada en las plantas. La fotosíntesis es el proceso que transforma la energía solar en energía química.
Tipos de energía química
La energía química es atribuible, en gran parte, a la suma de:
La energía potencial de las interacciones electrostáticas de las cargas presentes en la materia.
La energía cinética de los electrones moviéndose alrededor.
La energía nuclear en el sentido de la energía que se presenta en la unión de las partículas subatómicas (protones y neutrones) del núcleo de un átomo.
Energía química potencial
La energía química potencial es una forma de energía potencial relacionada con la disposición estructural de los átomos o las moléculas. Esta disposición puede ser resultado de los enlaces químicos entre las moléculas.
La energía química potencial depende de la posición mutua de las partículas que constituyen una sustancia. La fuerza de los enlaces químicos se asocia con la distancia entre los elementos químicos. Los enlaces más fuertes son los que tienen los elementos químicos implicados más cerca.
El término similar de potencial químico se utiliza para indicar el potencial de una sustancia de experimentar un cambio de configuración.
Química nuclear
La química nuclear es una rama de la química que se ocupa del estudio de los siguientes aspectos químicos:
propiedades nucleares (como la estructura del núcleo atómico, las reacciones nucleares y la desintegración radiactiva)
propiedades de los elementos del final del sistema periódico (para los cuales es esencial la detección de radiación nuclear)
fenómenos macroscópicos en los que intervienen procesos nucleares.
Aplicación de técnicas de análisis basadas en fenómenos nucleares en el estudio de problemas científicos en una variedad de campos científicos o técnicos.
¿Qué es la energía interna de una reacción química?
La energía interna de una reacción química es la energía que se libera o absorbe por una reacción química entre los átomos de dos sustancias químicas. Esta energía es igual a la diferencia entre la cantidad de energía de los productos y de los reactivos.
Los intercambios de energía química se producen en el curso de las transformaciones que tienen lugar a nivel de moléculas.
Tipos de reacciones químicas
Existen 6 tipos de reacción química:
Descomposición: al convertir una sustancia compleja en otra sustancia más simple.
Desplazamiento simple: se produce cuando un átomo de una sustancia se transfiere a otra sustancia.
Desplazamiento doble: los átomos de dos sustancias se intercambian unos con otros.
Combustión: al elevar la temperatura de un combustible (por ejemplo, carbón) se generan reacciones químicas que liberan calor.
Síntesis: es la energía que se desprende cuando se forma una sustancia más compleja a partir de dos sustancias simples.
La energía química de los combustibles fósiles
Otro término útil es el calor de combustión, que es la energía liberada en la reacción de combustión ya menudo aplicada al estudio de los combustibles fósiles.
Los combustibles contienen energía química que se convierte en energía mecánica a través de su combustión, por ejemplo, en los motores térmicos. El combustible permite la transformación de la energía de reacción química de la combustión directamente en energía eléctrica o en energía mecánica.
Importancia de la energía química en las baterías
Cuando se usan baterías, la energía química se convierte directamente en energía eléctrica a través de reacciones redox electroquímicas.
Un acumulador eléctrico se comporta de manera similar a una batería en el uso de energía, y viceversa, puede convertir energía eléctrica en químicos y almacenarla.
