20 exemples d’énergie chimique pour comprendre le concept

Parmi les exemples d'énergie chimique, on peut citer les piles, la biomasse, le pétrole, le gaz naturel ou le charbon. Cela explique le concept selon lequel l'énergie chimique est l'énergie stockée dans les produits chimiques, ce qui en fait de l'énergie dans les atomes et les molécules.

La plupart du temps, on considère l'énergie des liaisons chimiques, mais le terme inclut également l'énergie stockée dans l'arrangement électronique des atomes et des ions.

C'est une forme d'énergie potentielle qui ne sera pas observée jusqu'à ce qu'une réaction se produise (Helmenstine, 2017).

Habituellement, une fois que l'énergie chimique est libérée par une substance, cette substance est transformée en une substance totalement nouvelle.

20 exemples remarquables d'énergie chimique

1- bois

Pendant des milliers d'années, le bois a été une source d'énergie. Autour d’un feu de joie, le bois de chauffage brûle et, à mesure que le bois brûle, l’énergie chimique stockée dans les liaisons des molécules de cellulose dans le bois libère de la chaleur et de la lumière (Chemical Energy Examples, SF).

Pendant la révolution industrielle, les machines à vapeur, comme les trains, utilisaient le charbon comme source d'énergie.

La combustion du charbon libère de la chaleur utilisée pour évaporer l'eau et produire de l'énergie cinétique avec le mouvement d'un piston.

Bien que les machines à vapeur ne soient plus utilisées, le charbon est toujours utilisé comme source d’énergie pour générer de l’électricité et de la chaleur.

3- essence

Les carburants, les combustibles liquides tels que le pétrole ou le gaz, font partie des formes d'énergie chimique les plus importantes sur le plan économique pour la civilisation humaine.

Lorsqu'une source d'inflammation est fournie, ces combustibles fossiles se transforment instantanément, libérant une énorme quantité d'énergie dans le processus.

Cette énergie est utilisée de nombreuses manières, notamment pour le transport.

Lorsque vous appuyez sur l'accélérateur de votre voiture, le gaz contenu dans le réservoir devient de l'énergie mécanique qui fait avancer la voiture, ce qui crée de l'énergie cinétique sous la forme de la voiture en mouvement.

4- gaz naturel

Lorsque le propane est brûlé pour être cuit sur un gril, l'énergie chimique stockée dans les liaisons des molécules de propane se décompose et la chaleur est libérée pour la cuisson.

De même, le gaz naturel, tel que le méthane, est utilisé comme alternative à l’essence et au diesel pour la conduite de véhicules.

5- Potentiel redox

Les éléments chimiques ont la capacité de céder ou d’accepter des électrons. Ce faisant, ils restent dans un état d'énergie plus ou moins grande dépendant de l'élément.

Lorsqu'un élément transfère un électron à un autre, la différence entre ces états d'énergie est appelée potentiel redox.

Par convention, si la différence est positive, la réaction se produit spontanément (Jiaxu Wang, 2015).

6- Piles et piles voltaïques

7- énergie bioélectrique

Certaines espèces, telles que les anguilles électriques ( Electrophorus electricus ) ou les poissons de haute mer ( Melanocetus johnsonii ), sont capables de générer de la bioélectricité à l'extérieur.

En fait, la bioélectricité est présente dans tous les êtres vivants. Des exemples sont les potentiels membranaires et les synapses neuronales.

8- La photosynthèse

Pendant la photosynthèse, l'énergie de la lumière solaire est convertie en énergie chimique qui est stockée dans les liaisons glucidiques.

Par la suite, les plantes peuvent utiliser l’énergie stockée dans les liaisons des molécules de glucides pour leur croissance et leur réparation.

9- nourriture

Les aliments que les gens mangent, qu’ils proviennent d’une plante ou d’un animal, sont une forme d’énergie chimique stockée que les corps utilisent pour se déplacer et fonctionner.

Lorsque les aliments sont cuits, une partie de l'énergie est libérée par leurs liaisons chimiques en raison de l'énergie thermique appliquée.

Une fois que les gens ont mangé, le processus de digestion transforme davantage l’énergie chimique en une forme utilisable par leur corps (Barth, SF).

10- respiration cellulaire

Pendant la respiration cellulaire, notre corps prend les molécules de glucose et rompt les liens qui les unissent.

Lorsque ces liaisons sont rompues, l'énergie chimique stockée dans ces liaisons est libérée et utilisée pour fabriquer les molécules d'ATP, une forme d'énergie utilisable pour nous.

Le mouvement musculaire est un exemple de la façon dont le corps utilise l'énergie chimique pour le transformer en mécanique ou en cinétique.

Lors de l'utilisation de l'énergie contenue dans l'ATP, des modifications conformationnelles se produisent dans les protéines du muscle squelettique, les contraignant ou les relâchant, entraînant des mouvements physiques.

12- décomposition chimique

Lorsque des êtres vivants meurent, l’énergie contenue dans leurs liaisons chimiques doit aller quelque part. Les bactéries et les champignons utilisent cette énergie dans les réactions de fermentation.

13- Hydrogène et oxygène

L'hydrogène est un gaz léger et inflammable. Lorsqu'il est combiné avec de l'oxygène, il dégage de la chaleur de manière explosive

Ce fut la cause de la tragédie du dirigeable Hindenburg puisque ces véhicules étaient gonflés à l'hydrogène. Aujourd'hui, cette réaction est utilisée pour propulser des fusées dans l'espace.

14- Explosions

Les explosions sont des réactions chimiques très rapides qui libèrent beaucoup d’énergie. Lorsqu'un explosif est déclenché, l'énergie chimique emmagasinée dans l'explosif change et est transférée en énergie sonore, en énergie cinétique et en énergie thermique.

Ceux-ci sont observables dans le son, le mouvement et la chaleur qui sont créés.

En neutralisant un acide avec une base, de l'énergie est libérée. C'est parce que la réaction est exothermique.

16- acide dans l'eau

De même, lors de la dilution d'un acide dans l'eau, une réaction exothermique se produit. Il faut faire très attention pour éviter les éclaboussures d’acide. La bonne façon de diluer un acide consiste toujours à l'ajouter à l'eau et jamais l'inverse.

17- gel de refroidissement

Les conteneurs froids utilisés dans le sport sont des exemples d'énergie chimique. Lorsque le sac intérieur qui est rempli d'eau se casse, il réagit avec les granules de nitrate d'ammonium et crée de nouvelles liaisons chimiques au cours de la réaction, absorbant ainsi l'énergie de l'environnement.

Du fait que l'énergie chimique est stockée dans de nouvelles liaisons, la température de l'emballage froid diminue.

18- Sacs thermiques en gel

Ces sacs utiles utilisés pour réchauffer les mains froides ou les muscles endoloris contiennent des produits chimiques.

Lorsque vous cassez l'emballage pour l'utiliser, les produits chimiques sont activés. Ces produits chimiques sont mélangés et l'énergie chimique qu'ils libèrent crée la chaleur qui chauffe l'emballage.

19- Aluminium dans l'acide chlorhydrique

Dans une réaction chimique en laboratoire: une feuille d'aluminium est ajoutée à la solution d'acide chlorhydrique.

L'éprouvette devient très chaude car, au cours de la réaction, de nombreuses liaisons chimiques sont brisées, ce qui libère de l'énergie chimique, ce qui augmente la température de la solution.

Bien que n'étant pas un exemple d'énergie chimique digne de mention. Lorsqu'un noyau de fission se divise en plusieurs fragments plus petits.

Ces fragments, ou produits de fission, sont approximativement égaux à la moitié de la masse initiale. Deux ou trois neutrons sont également émis.

La somme des masses de ces fragments est inférieure à la masse d'origine. Cette masse "disparue" (environ 0, 1% de la masse initiale) a été convertie en énergie conformément à l'équation d'Einstein (AJ Software & Multimedia, 2015).

Des concepts supplémentaires pour comprendre l'énergie chimique

Les réactions chimiques impliquent l'établissement et la rupture de liaisons chimiques (ioniques et covalentes) et l'énergie chimique d'un système est l'énergie libérée ou absorbée en raison de la fabrication et de la rupture de ces liaisons.

La rupture des liaisons nécessite de l'énergie, la formation des liaisons libérant de l'énergie, et la réaction globale peut être endergonique (ΔG 0) en fonction des modifications générales de la stabilité des réactifs des produits (Chemical Energy, SF).

L'énergie chimique joue un rôle crucial dans chaque jour de notre vie. Grâce à des réactions simples et à la chimie redox, à la dégradation et à la formation de liens, l'énergie peut être extraite et exploitée de manière utilisable (Solomon Koo, 2014).