Ejemplo de Energía Química

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Autor: Redacción Ejemplode.com, año 2017

La Energía Química es aquella que proviene de las reacciones químicas. La interacción entre especies químicas genera ruptura y/o generación de enlaces, lo que lleva implicada una liberación o absorción de Energía, respectivamente. Se llama Energía Química a la energía Liberada, que puede ser aprovechada como Energía Térmica y Energía Eléctrica, por ejemplo.

Energía en las Reacciones Químicas

La Energía Química se puede obtener en su máxima expresión de dos fuentes principales: La Combustión y Las Soluciones Electrolíticas. Por otro lado, a nivel del cuerpo humano, es posible obtener energía a través de la desintegración química de los alimentos.

Energía de la Combustión 

Por ejemplo, cuando el Combustible Metano CH4, el hidrocarburo más sencillo, comienza a quemarse en presencia del Comburente Oxígeno, se irá desintegrando, para formar como productos Dióxido de Carbono CO2 y Agua H2O. Además, la ruptura de los enlaces de los átomos de Hidrógeno con el de Carbono, liberará energía en forma de calor.

CH4 (g) + 2O2 (g)  → CO2 (g)+ 2H2 O (l)               ∆H=-212.8 Kcal/mol 

Ecuación de la combustión del Metano. El calor de esta reacción se representa con ΔH. El signo negativo indica liberación de Energía. La reacción es Exotérmica.

 Combustión del gas metano en estufa.Combustión del gas Metano. La reacción se manifiesta con una llama. 

Ejemplos de Calores de Combustión de compuestos orgánicos a 25°C.

Compuesto

Fórmula

ΔH (Kcal/mol)

Metano (g)

CH4

-212.80

Etano (g)

C2H6

-372.82

Propano (g)

C3H8

-530.60

n-Butano (g)

C4H10

-687.98

n-Pentano (g)

C5H12

-845.16

Etileno (g)

C2H4

-337.23

Acetileno (g)

C2H2

-310.62

Benceno (g)

C6H6

-787.20

Benceno (l)

C6H6

-780.98

Tolueno (l)

C7H8

-934.50

Naftaleno (s)

C10H8

-1,228.18

Sacarosa (s)

C12H22O11

-1,348.90

Metanol (l)

CH3OH

-173.67

Etanol (l)

C2H5OH

-326.70

Ácido Acético (l)

CH3COOH

-208.34

Ácido Benzoico (s)

C6H5COOH

-771.20

 Para que un Combustible aporte todo el Calor de Combustión de que es capaz, debe encontrarse en estado gaseoso. Como se nota en la tabla, el Benceno líquido aporta un calor de combustión que es 6.22 Kcal/mol menor que el que libera el Benceno gaseoso. Esto significa que hay que invertir 6.22 Kcal/mol para hacer el cambio de líquido a gas.

Da clic para obtener más información de los Combustibles.

Energía de las Soluciones Electrolíticas

Un conductor electrolítico es un medio en el que está involucrada una especie iónica o más, que está dispersa con su carga eléctrica, permitiendo el paso de una corriente eléctrica a través de su constitución. Las Soluciones Electrolíticas son Conductores Electrolíticos.

Entre los conductores electrolíticos se encuentran, además de las soluciones electrolíticas, las Sales fundidas, y también algunas sales sólidas, como el Cloruro de Sodio NaCl, y el Nitrato de Plata AgNO3.

La transferencia de electrones ocurre por Migración iónica, positiva y negativa, hacia los electrodos. Esa migración involucra no sólo una transferencia de electricidad, sino también el transporte de materia de una parte a otra del conductor.

La electrólisis es una reacción que genera energía química.Celda electroquímica

Conectándose una fuente de potencial a los electrodos (Cátodo y Ánodo) metálicos, y sumergidos estos en una Solución acuosa, los electrones viajarán por el Ánodo, para escapar de la solución hasta el polo positivo de la fuente. Así pasa, por ejemplo, con un ión Cloruro, que se libera de su electrón, y ya con carga neutra se une a otro átomo de Cloro, para formar la molécula diatómica. Escapará como gas Cloro de la solución.

2Cl= 2Cl + 2e-

Los electrones salientes del polo negativo de la fuente se albergarán en el cátodo sumergido. Las especies presentes en la solución acuosa (iones) tomarán los electrones del cátodo. Por ejemplo, los iones de Hidrógeno que componen el agua, habiendo estado en carga positiva, tomaron un electrón para neutralizarse, y se unieron a otro átomo de Hidrógeno para formar la molécula diatómica. Escapará como Hidrógeno gas de la solución.

2H+ 2e= 2H

2H = H2 (g)

Este intercambio de electrones puede sustentar la operación de las baterías de los automóviles, que constan de electrodos de Plomo Pb inmersos en una solución de Ácido Sulfúrico H2SO4.

Esta misma energía es obtenida en todos los tipos de batería que se manejan a nivel doméstico: 9V, AA, AAA, D, por citar algunos ejemplos.

Energía de los Alimentos

Los seres humanos asimilamos la energía que es liberada al desintegrar en nuestro organismo los alimentos que ingerimos. Esa energía es la que nuestro cuerpo utiliza para las funciones no conscientes (digestión, latidos del corazón, funciones celulares) y las que nosotros ejecutamos.

Mientras no se tenga actividad física intensa y el metabolismo sea lento, es recomendable llevar un consumo calórico regular, porque los alimentos altos en lípidos y carbohidratos complejos, que tienen estructuras muy grandes, son más complicados de degradar, lo que tiene como consecuencia una inversión de energía. En ese caso el efecto sería momentáneamente contrario.

Es recomendable consumir fruta cuando se debe trabajar durante la noche, porque la fruta contiene fructosa, un carbohidrato simple que es fácil de degradar y tendrá energía disponible para nosotros después de su consumo.

Energía Química y sus transformaciones

Centrales Termoeléctricas

En las centrales termoeléctricas se emplean combustibles pesados para tener un poder calorífico grande y duradero. Generalmente es Combustóleo (Fueloil). La combustión, que es la etapa química del proceso, servirá de agente calefactor a una caldera, que generará vapor saturado. Este vapor saldrá a presión por la red de Distribución de vapor y comenzará a mover las turbinas de los generadores. Estos aparatos irán produciendo la Energía Eléctrica para abastecer a la población correspondiente.

 Energía Química → Energía Mecánica → Energía Eléctrica

Operación Automotriz

Los automóviles dependen de una fuente de poder, que es la Batería. En la batería, ya se sabe que ocurre una conducción electrolítica, que alimenta el sistema de encendido, los accesorios del tablero y las tomas de corriente auxiliares. Gracias a esta electricidad disponible, el automóvil podrá desplazarse para llevar al conductor al sitio que desee.

 Energía Química → Energía Eléctrica → Energía Mecánica

Citado APA: (A. 2017,04. Ejemplo de Energía Química. Revista Ejemplode.com. Obtenido 04, 2017, de http://www.ejemplode.com/38-quimica/4461-ejemplo_de_energia_quimica.html)

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Autor: Redacción Ejemplode.com, año 2017

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