Beispiel für chemische Energie

Das Chemische Energie ist diejenige, die aus chemischen Reaktionen entsteht. Die Wechselwirkung zwischen chemischen Spezies erzeugt einen Bruch und/oder eine Bildung von Bindungen, was eine Freisetzung bzw. Absorption von Energie impliziert. Chemische Energie wird als freigesetzte Energie bezeichnet, die beispielsweise als thermische Energie und elektrische Energie genutzt werden kann.

Energie in chemischen Reaktionen

Chemische Energie kann in ihrer maximalen Ausprägung aus zwei Hauptquellen gewonnen werden: Verbrennung und Elektrolytlösungen. Andererseits ist es auf der Ebene des menschlichen Körpers möglich, durch den chemischen Zerfall von Nahrung Energie zu gewinnen.

Verbrennungsenergie 

Zum Beispiel, wenn der Kraftstoff Methan CH₄, der einfachste Kohlenwasserstoff, beginnt in Gegenwart des Sauerstoffoxidators zu verbrennen, er zerfällt, um Kohlendioxid-CO-Produkte zu bilden.₂ und Wasser H₂ODER. Darüber hinaus wird beim Aufbrechen der Bindungen von Wasserstoffatomen mit Kohlenstoffatomen Energie in Form von Wärme freigesetzt.

CH₄ (g) + 2O₂ (g) → CO₂ (g) + 2H₂ O (l) ∆H = -212,8 Kcal / mol 

Methanverbrennungsgleichung. Die Wärme dieser Reaktion wird durch ΔH dargestellt. Das negative Vorzeichen zeigt die Freisetzung von Energie an. Die Reaktion ist exotherm.

Verbrennung von Methangas. Die Reaktion wird mit einer Flamme manifestiert.

Beispiele für Verbrennungswärmen organischer Verbindungen bei 25 ° C.

Verbindung	Formel	ΔH (Kcal / Mol)
Methan (g)	CH4	-212.80
Ethan (g)	C2H6	-372.82
Propan (g)	C3H8	-530.60
n-Butan (g)	C4H10	-687.98
n-Pentan (g)	C5H12	-845.16
Ethylen (g)	C2H4	-337.23
Acetylen (g)	C2H2	-310.62
Benzol (g)	C6H6	-787.20
Benzol (l)	C6H6	-780.98
Toluol (l)	C7H8	-934.50
Naphthalin (e)	C10H8	-1,228.18
Saccharose (n)	C12H22ODER11	-1,348.90
Methanol (l)	CH3Oh	-173.67
Ethanol (l)	C2H5Oh	-326.70
Essigsäure (l)	CH3COOH	-208.34
Benzoesäure (n)	C6H5COOH	-771.20

Damit ein Brennstoff die gesamte Verbrennungswärme liefern kann, zu der er fähig ist, muss er sich in einem gasförmigen Zustand befinden. Wie der Tabelle zu entnehmen ist, trägt flüssiges Benzol eine um 6,22 Kcal/mol geringere Verbrennungswärme bei als gasförmiges Benzol. Das bedeutet, dass für den Wechsel von flüssig auf gasförmig 6,22 Kcal/mol investiert werden müssen.

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Elektrolytlösungen Energie

Ein elektrolytischer Leiter ist ein Medium, an dem eine oder mehrere ionische Spezies beteiligt sind, d. h mit seiner elektrischen Ladung zerstreut, wodurch ein elektrischer Strom durch seine Verfassung. Elektrolytlösungen sind elektrolytische Leiter.

Elektrolytische Leiter sind neben Elektrolytlösungen auch Geschmolzene Salze und auch einige feste Salze wie Natriumchlorid NaCl und Silbernitrat AgNO₃.

Der Elektronentransfer erfolgt durch positive und negative Ionenwanderung zu den Elektroden. Diese Migration beinhaltet nicht nur eine Übertragung von Elektrizität, sondern auch den Transport von Materie von einem Teil des Leiters zum anderen.

Elektrochemische Zelle

Anschließen einer Potentialquelle an die metallischen Elektroden (Kathode und Anode) und Eintauchen dieser in ein Wässrige Lösung, die Elektronen wandern durch die Anode, um aus der Lösung zum Pluspol des zu entweichen Brunnen. Dies ist zum Beispiel bei einem Chlorid-Ion der Fall, das von seinem Elektron freigesetzt wird und sich bereits neutral geladen mit einem anderen Chlor-Atom verbindet, um das zweiatomige Molekül zu bilden. Chlorgas entweicht aus der Lösung.

2Cl^- = 2Cl + 2e^-

Elektronen, die den Minuspol der Quelle verlassen, werden in der Tauchkathode untergebracht. Die in der wässrigen Lösung vorhandenen Spezies (Ionen) nehmen die Elektronen von der Kathode auf. Zum Beispiel nahmen die Wasserstoffionen, aus denen Wasser besteht, mit einer positiven Ladung ein Elektron, das neutralisiert und mit einem anderen Wasserstoffatom verbunden wird, um das Molekül zu bilden zweiatomig. Es entweicht als Wasserstoffgas aus der Lösung.

2H⁺ + 2e^- = 2H

2H = H₂ (G)

Dieser Elektronenaustausch kann den Betrieb von Autobatterien unterstützen, die aus Blei-Pb-Elektroden bestehen, die in eine Lösung von Schwefelsäure H. eingetaucht sind₂SW₄.

Dieselbe Energie wird in allen im Haushalt gehandhabten Batterietypen gewonnen: 9V, AA, AAA, D, um nur einige Beispiele zu nennen.

Nahrungsenergie

Der Mensch nimmt die Energie auf, die durch den Abbau der Nahrung, die wir zu uns nehmen, in unserem Körper freigesetzt wird. Diese Energie verwendet unser Körper für unbewusste Funktionen (Verdauung, Herzschlag, Zellfunktionen) und die, die wir ausführen.

Solange Sie keine intensive körperliche Aktivität haben und Ihr Stoffwechsel langsam ist, ist es ratsam, eine regelmäßige Kalorienzufuhr zu sich zu nehmen, da Lebensmittel mit hohem Gehalt an Komplexe Lipide und Kohlenhydrate, die sehr große Strukturen haben, sind schwieriger abzubauen, was zu einer Umkehrung der Energie. In diesem Fall wäre der Effekt momentan entgegengesetzt.

Es ist ratsam, Obst zu konsumieren, wenn Sie nachts arbeiten müssen, da das Obst Fructose enthält, ein einfaches Kohlenhydrat, das sich leicht abbauen lässt und uns nach der Einnahme Energie zur Verfügung stellt Verbrauch.

Chemische Energie und ihre Transformationen

Thermoelektrische Anlagen

Schwere Brennstoffe werden in thermoelektrischen Kraftwerken verwendet, um einen hohen und lang anhaltenden Heizwert zu haben. Im Allgemeinen handelt es sich um Heizöl. Die Verbrennung, die die chemische Stufe des Prozesses ist, dient als Heizmittel für einen Kessel, der Sattdampf erzeugt. Dieser Dampf tritt unter Druck durch das Dampfverteilungsnetz aus und beginnt, die Turbinen der Generatoren zu bewegen. Diese Geräte werden elektrische Energie erzeugen, um die entsprechende Bevölkerung zu versorgen.

 Chemische Energie → Mechanische Energie → Elektrische Energie

Automobilbetrieb

Autos sind von einer Energiequelle abhängig, der Batterie. Es ist bereits bekannt, dass in der Batterie elektrolytische Leitung auftritt, die das Zündsystem, das Armaturenbrettzubehör und die Hilfssteckdosen mit Strom versorgt. Dank dieser verfügbaren Elektrizität kann sich das Auto bewegen, um den Fahrer an den gewünschten Ort zu bringen.

 Chemische Energie → Elektrische Energie → Mechanische Energie