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¿Cómo funciona la energía química?

Escrito por joseph nicholson | Traducido por contributing writer

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¿Cómo funciona la energía química?

Energía química.

Visage/Stockbyte/Getty Images

Catalizadores

La energía química se crea a partir de interacciones de átomos y moléculas. Por lo general, se reorganizan los electrones y protones, que es lo que se conoce como reacción química, que produce cargas eléctricas. La Ley de Conservación de la Energía estipula que la energía ni se crea ni se destruye, solo se transforma. Por lo tanto, una reacción química que disminuye la energía contribuirá a la pérdida de energía en el ambiente, normalmente en forma de calor o luz. Por otra parte, una reacción química que incrementa la energía en un sistema, habrá obtenido esta energía adicional del ambiente.

Reacciones orgánicas

La vida biológica depende de la energía química. La dos fuentes más importantes de energía bioquímica son: la fotosíntesis de las plantas y la respiración de los animales. En la fotosíntesis, las plantas utilizan un pigmento llamado clorofila para separar el agua y convertirla en hidrógeno y oxígeno. Entonces, el hidrógeno se combina con el carbono del ambiente para producir moléculas de carbohidrato y así la planta puede usar la energía. La respiración celular es el proceso contrario: se emplea el oxígeno para oxidar o quemar una molécula de carbohidrato, como la glucosa, en una molécula que almacena energía llamada ATP, que pueden usar las células individuales.

Reacciones inorgánicas

Aunque no parezca evidente a simple vista, la combustión, tal como ocurre en los motores impulsados por gas, es una reacción bioquímica que utiliza oxígeno del aire para quemar el combustible e impulsar el cigüeñal. La gasolina es combustible fosilizado proveniente de mezclas orgánicas. Sin embargo, no toda la energía química es biológica. Cualquier cambio en los enlaces químicos de una molécula implica el trasbordo de energía química. Una reacción química sería la producida por un cerillo al prender un fósforo, que produce energía química en forma de luz y calor utilizando el calor de la fricción para iniciar el proceso y el oxígeno del aire para seguir ardiendo. La energía química producida por una varita luminosa activa es básicamente luz con muy poco calor.

Ratio de reacción

Las reacciones químicas inorgánicas se utilizan a menudo para sintetizar productos codiciados o disminuir aquellos que no queremos. La gama de reacciones químicas que produce energía química es bastante amplia: va desde la simple reorganización de una simple molécula o una combinación básica de dos moléculas hasta complejas interacciones de múltiples compuestos con distintos niveles de pH. El índice de una reacción química, por lo general, depende de la concentración de los materiales reactivos, la superficie disponible entre los reactivos, la temperatura y la presión del sistema. Cualquier reacción tendrá un índice regular si se dan estas variables, y pueden controlarse por parte de los técnicos siempre que se barajen estos factores.

Catalizadores

En algunos casos, es necesaria la presencia de un catalizador para empezar una reacción o para crear un índice significativo de reacción. Debido a que un catalizador por sí solo no cambia durante la reacción, se puede usar una y otra vez. Un ejemplo bastante común es el conversor catalítico en el sistema de escape de un automóvil. La presencia de metales del grupo del platino y otros catalizadores disminuyen las sustancias nocivas en otras benignas. Las reacciones comunes de un conversor catalítico son: reducción de los óxidos carbónicos a nitrógeno y oxígeno, la oxidación de monóxido de carbono a dióxido y la oxidación de hidrocarburos insaturados a dióxido de carbono y agua.

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