Cuando hablamos de energía química, hablamos de la energía asociada con los enlaces entre los átomos que forman las moléculas. Ciertas reacciones químicas pueden romper estos enlaces, lo que libera su energía dando pie a las llamadas reacciones exotérmicas. Veamos a continuación, con detalle, ¿Qué es la energía química? Usos, ventajas y desventajas.
¿Qué es la energía química?
La energía es una cantidad física que le da a un sistema la capacidad de trabajar. Está presente en sistemas de diferentes formas y puede transformarse incluso si el valor energético total permanece constante de acuerdo con lo que dice el principio de conservación.
Por definición, la energía química es la capacidad de algunas sustancias de combinarse con otras para desarrollar energía en forma de luz, calor y electricidad . Viene dada por la suma de la energía cinética de los electrones y la energía potencial debida a las interacciones eléctricas entre las cargas presentes en la materia.
La energía química se puede liberar durante una reacción química, a menudo en forma de calor; estas reacciones se denominan exotérmicas. En todas las reacciones exotérmicas, la energía química del sistema disminuye y la energía térmica aumenta.
Un ejemplo de energía química
Un ejemplo de tal reacción podría ser la combustión, es decir, la reacción entre una sustancia y el oxígeno contenido en el aire. Durante la combustión, se emite energía en forma de calor y luz.
Otro tipo de reacciones, sin embargo, son las endotérmicas: en este caso se necesita un aporte energético, como el que da el calor, que desencadena la reacción. Un ejemplo de esta reacción es la fotosíntesis de la clorofila : la energía del sol, de hecho, es necesaria para romper los enlaces químicos entre el agua y el dióxido de carbono, formando dióxido de carbono y glucosa.
Nuestro cuerpo también dispone de energía química obtenida de los alimentos y del oxígeno del aire: este tipo de energía es de fundamental importancia para los seres vivos. El hombre, de hecho, utiliza la energía química contenida en los alimentos para alimentar su metabolismo celular y las diversas funciones vitales del cuerpo a través de la digestión .
Durante la digestión, las moléculas de nuestros alimentos se descomponen en trozos más pequeños. En este proceso de descomposición interviene una reacción química: por tanto, se produce energía que calienta el cuerpo, lo repara y lo hace capaz de moverse.
Usos de la energía química
La energía química es muy útil para la vida . De hecho, la energía química contenida en la glucosa, por ejemplo, es utilizada por las células para vivir. La energía química se transforma en energía eléctrica mediante baterías eléctricas . En los motores térmicos , la energía química contenida en las moléculas de hidrocarburos se transforma en calor.
De este modo, las baterías, la biomasa , el petróleo, el gas natural y el carbón son ejemplos de energía química. Por lo general, una vez que se libera la energía química de una sustancia, esta sustancia se transforma en una sustancia completamente nueva de modo que por ejemplo, las baterías sirven para alimentar máquinas por ejemplo o el petróleo se usa para que funcionen los automóviles.
O también, cuando un explosivo se apaga, la energía química contenida en él se transfiere al entorno circundante como energía térmica , energía sonora y energía cinética .
Las ventajas y las desventajas de la energía química
La ventajas que tiene la energía química son muchas, pero también podemos encontrar algunas desventajas que a continuación os queremos revelar.
Ventajas de la energía química
- Es una abundante fuente de energía: Casi todas las fuentes de energía química, como el petróleo crudo, la madera, los materiales orgánicos como la cera y el carbón, se pueden encontrar en todo el mundo, y los seres humanos dependen mucho de estas fuentes de energía. Esta es la razón por la que las economías mundiales se ven afectadas cuando los precios de estas fuentes de energía fluctúan.
- Se quema fácilmente: La fácil combustibilidad es otra gran ventaja de la energía química. En comparación con otras fuentes de energía, la energía química produce combustibles que son simplemente combustibles y capaces de producir energía instantánea. Solo requiere la disponibilidad de aire para encender la fuente con suficiente contenido de oxígeno. En pocas palabras, se puede producir energía instantánea debido a la fácil combustibilidad de la energía química.
- Se quema de manera eficiente: La eficiencia de la combustión depende en gran medida de la disponibilidad de oxígeno. Entonces, si un sistema está bien diseñado, por ejemplo, un motor de automóvil, se puede lograr una combustión eficiente.
- Es la fuente de energía más fácil y eficiente de almacenar y utilizar: La energía química está muy disponible y se encuentra en casi todo lo que usamos. Incluso utilizado por nuestros cuerpos, ha sido la fuente de vida durante miles de millones de años, y los avances en la tecnología de energía química han llevado a baterías recargables de larga duración. También se espera que se utilice en la producción de recursos energéticos renovables en el futuro.
- Desempeña un papel importante en la sociedad y de alguna manera el medio ambiente: La energía química es muy útil para la sociedad en forma de células de energía. Las baterías funcionan mediante el uso de múltiples productos químicos que interactúan entre sí, creando energía eléctrica. El tipo de batería que se usa ampliamente en todo el mundo es la celda de zinc-cobre, que usa los químicos zinc y cobre, donde el primero se designa como el lado negativo y el segundo como el lado positivo.
Desventajas de la energía química
La energía química juega un papel importante en cada una de nuestras vidas diarias, y sería imposible ignorar las ventajas que tiene y que hemos enumerado, pero teniendo esto en cuenta, debemos evaluar también sus desventajas.
- Puede ser perjudicial para el medio ambiente: Antes de que las fuentes se conviertan en energía útil, se requiere la combustión y esto puede producir subproductos nocivos que pueden contribuir a la contaminación. Dado que la energía química se deriva de materiales orgánicos, existe un alto riesgo de que el medio ambiente se vea muy afectado por ella, particularmente debido a la combustión excesiva que se requiere para su producción.Sin embargo, nosotros, como usuarios, podemos hacer nuestra parte para controlar dichos efectos. Por ejemplo, los gobiernos pueden crear algunas políticas sobre el uso adecuado de la energía química para reducir la huella de carbono. Además, las instituciones privadas dentro de esta industria pueden implementar algunas tecnologías nuevas para hacer frente a tal desventaja.
- Puede tener un costo elevado: Esta es otra desventaja práctica del uso de energía química. La producción de energía nuclear, en particular, necesita mucho dinero para invertir y establecer centrales nucleares. Es importante señalar que muchos países en desarrollo no siempre pueden permitirse una fuente de energía tan costosa. Normalmente, las centrales nucleares tardan entre cinco y diez años en construirse y completarse, ya que existe una amplia gama de trámites legales por realizar, a los que, la mayoría de las veces, se oponen las personas que viven cerca del área.
- Puede producir desechos radiactivos: Este es particularmente el caso de la producción de energía nuclear. Los desechos producidos por los reactores deben eliminarse adecuadamente en un área segura, ya que son extremadamente peligrosos y pueden filtrar radiaciones si no se almacenan adecuadamente. Las radiaciones emitidas por este tipo de desechos pueden durar decenas o incluso cientos de años.
- En algunos casos no es renovable: La mayoría de las fuentes de energía química no se pueden reponer. Retomando el caso de la energía nuclear, algunas plantas utilizan uranio, que es un recurso escaso y no se encuentra en muchos países. De hecho, varias naciones dependen de otras regiones para el suministro constante de este combustible. Se extrae y transporta como cualquier otro metal, y se dice que su suministro está disponible mientras esté allí. Esto significa que una vez que se extraiga todo, las plantas nucleares ya no serán útiles ni operativas. Debido al hecho de que es limitado y puede ser peligroso, no puede calificarse de renovable.
- Puede ser perjudicial para la salud humana: Teniendo en cuenta el hecho de que la energía química es altamente combustible, se espera que contribuya a la contaminación, que causa diversas enfermedades y nunca es buena para la salud humana. Esto se considera la mayor desventaja de la energía química. Esta es también la razón principal por la que los investigadores y científicos están buscando fuentes alternativas de energía que sean menos o totalmente no dañinas para los seres humanos y el medio ambiente. El calentamiento global ha empeorado en los últimos años debido a la fuerte contaminación en las diferentes partes del mundo, y a través de fuentes de energía alternativas se pueden controlar y atenuar sus efectos.
En conclusión, todo lo que vemos en este mundo definitivamente tiene ventajas y desventajas. La energía química es vital para la vida moderna, pero dado que también conlleva posibles desventajas, siempre se recomienda que conservemos energía y que pensemos en formas de ayudar a salvar el medio ambiente. Incluso de nuestras pequeñas formas, podemos contribuir a la conservación de energía.
