20 BEISPIELE FÜR CHEMISCHE ENERGIE (MIT BILDERN) - CHEMIE - 2025

Unter den Beispielen für chemische Energie finden wir Batterien, Biomasse, Öl, Erdgas oder Kohle. Chemische Energie ist die in Chemikalien gespeicherte Energie, die Energie in Atomen und Molekülen erzeugt.

Meistens wird es als Energie chemischer Bindungen betrachtet, aber der Begriff umfasst auch Energie, die in der elektronischen Anordnung von Atomen und Ionen gespeichert ist.

Neuronen können durch chemische Energie kommunizieren

Es ist eine Form potentieller Energie, die erst nach einer Reaktion beobachtet wird. Sobald chemische Energie aus einem Stoff freigesetzt wird, wandelt sie sich im Allgemeinen in einen völlig neuen Stoff um.

20 herausragende Beispiele für chemische Energie

1- Holz verbrennen

Holz ist seit Jahrtausenden eine Energiequelle. Am Lagerfeuer brennt das Brennholz und während das Holz brennt, setzt die chemische Energie, die in den Bindungen der Zellulosemoleküle im Holz gespeichert ist, Wärme und Licht frei.

2- Kohle verbrennen

Während der industriellen Revolution verwendeten Dampfmaschinen wie Züge Kohle als Energiequelle.

Wenn Kohle verbrennt, setzt sie Wärme frei, mit der Wasser verdampft und mit der Bewegung eines Kolbens kinetische Energie erzeugt wird.

Obwohl Dampfmaschinen heute nicht mehr genutzt werden, wird Kohle immer noch als Energiequelle zur Erzeugung von Strom und Wärme genutzt.

3- Benzin

Flüssige Brennstoffe wie Öl oder Gas sind einige der wirtschaftlich wichtigsten Formen chemischer Energie für die menschliche Zivilisation.

Wenn eine Zündquelle bereitgestellt wird, werden diese fossilen Brennstoffe sofort umgewandelt und setzen dabei eine enorme Menge an Energie frei.

Diese Energie wird auf vielfältige Weise genutzt, insbesondere für Transportzwecke.

Wenn Sie auf das Gaspedal Ihres Autos treten, wird das Gas im Tank in mechanische Energie umgewandelt, die das Auto vorwärts treibt und dann kinetische Energie in Form des sich bewegenden Autos erzeugt.

4- Erdgas

Wenn Propangas zum Kochen auf einem Grill verbrannt wird, wird die in den Bindungen der Propanmoleküle gespeicherte chemische Energie gebrochen und die Wärme zum Kochen abgegeben.

Ebenso wird Erdgas wie Methan als Alternative zu Benzin und Diesel zum Antrieb von Fahrzeugen eingesetzt.

5- Redoxpotential

Chemische Elemente können Elektronen abgeben oder aufnehmen. Auf diese Weise bleiben sie je nach Element in einem Zustand größerer oder kleinerer Energie.

Wenn ein Element ein Elektron auf ein anderes überträgt, wird die Differenz zwischen diesen Energiezuständen als Redoxpotential bezeichnet.

Wenn der Unterschied positiv ist, erfolgt die Reaktion üblicherweise spontan.

6- Batterien und Voltaikzellen

Das Oxidationspotential ist die Grundlage, auf der Batterien arbeiten. Wenn ein Element einem anderen ein Elektron gibt, wandert es durch einen Draht und erzeugt elektrische Energie, die elektronische Geräte wie Mobiltelefone, Fernbedienungen, Spielzeug usw. antreibt.

7- Bioelektrische Energie

Es gibt einige Arten wie elektrische Aale (Electrophorus electricus) oder Abgrundfische (Melanocetus johnsonii), die in der Lage sind, extern Bioelektrizität zu erzeugen.

Tatsächlich ist Bioelektrizität in allen Lebewesen vorhanden. Beispiele hierfür sind Membranpotentiale und die neuronale Synapse.

8- Photosynthese

Während der Photosynthese wird die Energie im Sonnenlicht in chemische Energie umgewandelt, die in den Bindungen von Kohlenhydraten gespeichert ist.

Pflanzen können dann die in den Bindungen von Kohlenhydratmolekülen gespeicherte Energie für Wachstum und Reparatur nutzen.

9- Essen

Die Nahrung, die Menschen von einer Pflanze oder einem Tier zu sich nehmen, ist eine Form gespeicherter chemischer Energie, mit der sich Körper bewegen und funktionieren.

Wenn Lebensmittel gekocht werden, wird ein Teil der Energie aufgrund der angewendeten Wärmeenergie aus ihren chemischen Bindungen freigesetzt.

Nach dem Essen wandelt der Verdauungsprozess die chemische Energie weiter in eine Form um, die ihr Körper nutzen kann.

10- Zellatmung

Während der Zellatmung nimmt unser Körper Glukosemoleküle auf und löst die Bindungen, die die Moleküle zusammenhalten.

Wenn diese Bindungen aufgebrochen werden, wird die in diesen Bindungen gespeicherte chemische Energie freigesetzt und verwendet, um ATP-Moleküle herzustellen, eine für uns nutzbare Energieform.

11- Muskelbewegung und Bewegung

Muskelbewegungen sind ein Beispiel dafür, wie der Körper chemische Energie verwendet, um sie in mechanische oder kinetische Energie umzuwandeln.

Bei Verwendung der in ATP enthaltenen Energie treten Konformationsänderungen in den Proteinen des Skelettmuskels auf, die dazu führen, dass sie sich anspannen oder entspannen und körperliche Bewegung verursachen.

12- Chemische Zersetzung

Wenn Lebewesen sterben, muss die in ihren chemischen Bindungen enthaltene Energie irgendwohin gehen. Bakterien und Pilze nutzen diese Energie bei Fermentationsreaktionen.

13- Wasserstoff und Sauerstoff

Wasserstoff ist ein leichtes und brennbares Gas. In Kombination mit Sauerstoff setzt es explosionsartig Wärme frei.

Dies war die Ursache für die Tragödie des Hindenburg-Luftschiffs, da diese Fahrzeuge mit Wasserstoff aufgepumpt waren. Heute wird diese Reaktion genutzt, um Raketen in den Weltraum zu befördern.

14- Explosionen

Explosionen sind chemische Reaktionen, die sehr schnell ablaufen und viel Energie freisetzen. Wenn ein Sprengstoff abgefeuert wird, ändert sich die im Sprengstoff gespeicherte chemische Energie und wird in Schallenergie, kinetische Energie und Wärmeenergie umgewandelt.

Diese sind in dem erzeugten Klang, der Bewegung und der Wärme zu beobachten.

15- Neutralisation von Säuren

Das Neutralisieren einer Säure mit einer Base setzt Energie frei. Dies liegt daran, dass die Reaktion exotherm ist.

16- Säure in Wasser

Auch wenn eine Säure in Wasser verdünnt wird, tritt eine exotherme Reaktion auf. Dabei ist große Vorsicht geboten, um ein Verspritzen der Säure zu vermeiden. Der richtige Weg, eine Säure zu verdünnen, besteht darin, sie immer dem Wasser zuzusetzen und niemals das Gegenteil.

17- Kühlgel

Im Sport verwendete Kühlbehälter sind Beispiele für chemische Energie. Wenn der mit Wasser gefüllte Innenbeutel zerbricht, reagiert er mit dem Ammoniumnitratgranulat und bildet während der Reaktion neue chemische Bindungen, die Energie aus der Umgebung absorbieren.

Durch die Speicherung der chemischen Energie in neuen Bindungen sinkt die Temperatur des Kaltbehälters.

18- Gel-Thermobeutel

Diese hilfreichen Taschen, die zum Erwärmen kalter Hände oder Muskelkater verwendet werden, enthalten Chemikalien.

Wenn Sie die Verpackung zerbrechen, um sie zu verwenden, werden die Chemikalien aktiviert. Diese Chemikalien mischen sich und die chemische Energie, die sie freisetzen, erzeugt Wärme, die die Verpackung erwärmt.

19- Aluminium in Salzsäure

Bei einer chemischen Reaktion im Labor wird der Salzsäurelösung Aluminiumfolie zugesetzt.

Das Reagenzglas wird sehr heiß, da während der Reaktion viele chemische Bindungen aufgebrochen werden und chemische Energie freigesetzt wird, wodurch die Temperatur der Lösung ansteigt.

20- Kernenergie

Obwohl es kein Beispiel für chemische Energie ist, ist es erwähnenswert. Wenn sich ein Kern spaltet, spaltet er sich in mehrere kleinere Fragmente auf.

Diese Fragmente oder Spaltprodukte entsprechen ungefähr der Hälfte der ursprünglichen Masse. Es werden auch zwei oder drei Neutronen emittiert.

Die Summe der Massen dieser Fragmente ist geringer als die ursprüngliche Masse. Diese "fehlende" Masse (ca. 0,1% der ursprünglichen Masse) wurde nach Einsteins Gleichung in Energie umgewandelt.

Zusätzliche Konzepte zum Verständnis der chemischen Energie

Chemische Reaktionen beinhalten das Herstellen und Aufbrechen chemischer Bindungen (ionisch und kovalent) und die chemische Energie eines Systems ist die Energie, die durch das Herstellen und Aufbrechen dieser Bindungen freigesetzt oder absorbiert wird.

Das Aufbrechen von Bindungen erfordert Energie, das Bilden von Bindungen setzt Energie frei und die Gesamtreaktion kann endergonisch (ΔG <0) oder exergonisch (ΔG> 0) sein, basierend auf allgemeinen Änderungen der Stabilität der Reaktanten gegenüber Produkten (Chemical Energy, SF ).

Chemische Energie spielt in jedem Tag unseres Lebens eine entscheidende Rolle. Durch einfache Reaktionen und Redoxchemie, Brechen und Binden kann Energie auf nutzbare Weise extrahiert und genutzt werden.

Verweise

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