Chemische energie

Chemische energie is de energie die we in brandstoffen, voedsel en levende wezens terugvinden. Deze energie is opgeslagen in de bindingen tussen de atomen en de elektronen in de atomen van een molecuul. Elektronen kunnen zich op bepaalde afstanden van de kern bevinden. De situatie waarbij een elektron zich het dichtst bij de atoomkern bevindt, noemt men de grondtoestand. De afstand van de elektronen tot de kern van een atoom is van invloed op de potentiële energie die is opgeslagen in de stof. Hoe groter deze afstand, hoe groter de opgeslagen energie.

 

Om chemische energie te bekomen, moet er een chemische reactie plaatsvinden waarbij de aard van de betrokken stoffen verandert. Bij deze chemische reactie worden chemische bindingen in de uitgangsstoffen verbroken, wat energie kost, en worden nieuwe atoombindingen gevormd, wat energie oplevert.

 

Als er aan het eind van de reactie meer energie vrij is gekomen dan verbruikt, dan is er dus chemische energie beschikbaar gekomen, als warmte maar ook als lichtenergie en elektrische energie.

 

Bv:

·        Het aansteken van een lucifer, waarbij een er energieomzetting plaatsvindt. Namelijk die van chemische energie naar thermische energie.

·        Batterij, hierin reageren verschillende chemische bindingen (waarin chemische energie is opgeslagen) zodat er elektronen vrijkomen. De stoom van elektronen bevat elektrische energie.

 

Voor- en nadelen:

 

We nemen steenkool als voorbeeld met zijn voor en nadelen.

Voordelen

·        Steenkool heeft een lage kostprijs.

·        Steenkool heeft een goede beschikbaarheid.

·        De technologie voor het inzetten van steenkool als brandstof voor energieopwekking is sterk ontwikkeld.

Nadelen

·        Bij de verbranding van steenkool ontstaat CO₂, water, stikstofoxide (NO) en zwaveloxide (SO₂). CO₂ heeft een slechte invloed op het broeikaseffect en zwaveldioxide reageert in de atmosfeer tot zwavelzuur, ook wel ‘zure regen’ genoemd.

·        Ook wordt er bij de verbranding van steenkool as gevormd. Dit as zit vol met zware metalen en andere verontreinigende stoffen.

·        De energiedichtheid van steenkool is lager dan dat van olie of aardgas.

·        Bij de afbouw van steenkool komt methaan (CH₄) vrij, dat ook een broeikasgas is.

·        De steenkoolmijnbouw heeft al vele mensen het leven gekost.
 

Formules om de chemische energie te berekenen:

Vaste stoffen:

 

Vloeistoffen en gassen: