Energía química

¿Qué es la energía química?

La energía química es aquella energía potencial que se encuentra almacenada entre las uniones de átomos que conforman moléculas.

Es decir, es una energía que está guardada en las uniones moleculares y es capaz de liberarse y transformarse en otro tipo de energía.

Esta energía se libera cuando una molécula se rompe como consecuencia de una reacción química. A nuestro alrededor, e incluso dentro de nuestro organismo, constantemente se están produciendo reacciones químicas.

Características de la energía química

Entre las principales características de la energía química podemos destacar las siguientes:

• Está almacenada en todas las uniones de átomos que forman moléculas.
• Es utilizada por todos los seres vivos para realizar sus funciones vitales.
• Fue empleada por los seres humanos, desde un comienzo, para cocinar, calentarse y sobrevivir.
• A partir de su transformación, el ser humano generó electricidad por primera vez.

Fuentes de energía química

Existen diversas fuentes de las cuales se puede obtener energía química, entre ellas combustibles fósiles, alimentos y baterías.

Combustibles fósiles

Los combustibles fósiles, por ejemplo el petróleo, el gas natural y el carbón mineral, están formados por largas moléculas de carbono llamadas hidrocarburos.

Sus enlaces contienen mucha energía química y, al darles calor y oxígeno, estos hidrocarburos entran en combustión, es decir que se queman como lo hace un trozo de papel al fuego.

Durante esta reacción de combustión se rompen los enlaces entre carbonos y se libera energía química, en forma de calor. En la industria energética, el calor suele utilizarse para producir vapor de agua y mover turbinas que generan electricidad.

Además, los derivados de los combustibles fósiles también se pueden emplear para mover vehículos y calefaccionar habitaciones.

Alimentos

Todos los alimentos contienen energía química y almacenada que proviene de la energía fijada con la fotosíntesis. Las plantas y las algas capturan la energía solar y la almacenan en los enlaces de la glucosa. Cuando un ser vivo se alimenta de estos organismos autótrofos, adquiere dicha energía y su cuerpo la transforma.

Lo mismo sucede cuando un animal carnívoro se alimenta de otro ser vivo. En el interior del organismo, la energía química es transformada y utilizada para llevar a cabo las funciones celulares. De forma general, los carbohidratos y las grasas aportan más energía que las proteínas.

Pilas y baterías

Las pilas y las baterías están construidas con elementos químicos que reaccionan al ponerse en contacto entre sí.

Esta reacción química genera energía eléctrica hasta que ya no quedan elementos por reaccionar. La elaboración de las pilas o baterías permite almacenar energía química en ellas hasta que sea utilizada.

Usos de la energía química

El uso de la energía química implica su transformación en otro tipo de energía, como en energía térmica (calor), energía lumínica (luz) o energía eléctrica (electricidad).

Asimismo, la energía química también se utiliza para:

• Producir electricidad a partir de la quema de combustibles fósiles.
• Producir el movimiento de vehículos por medio de motores a nafta, diesel, gasoil o biocombustibles (como el bioetanol y el biodiesel).
• Generar calor y luz a partir de la combustión de la leña.
• Generar calor corporal y movimiento en los seres vivos.

Ventajas y desventajas de la energía química

La energía química presenta diversas ventajas y desventajas a la hora de su obtención y aplicación.

Ventajas

Las ventajas de utilizar energía química son las siguientes:

• Ubicua: toda la materia contiene energía química y almacenada en cantidades variables, por lo cual se puede obtener y convertir esta energía desde diversas fuentes, por ejemplo de las algas.
• Alto rendimiento: a partir de una pequeña cantidad de combustible o materia se pueden obtener grandes cantidades de energía eléctrica.
• Almacenamiento: es posible almacenar este tipo de energía para utilizarla en el momento que se necesite.

Desventajas

Las desventajas de utilizar energía química son las siguientes:

• Daño ambiental: la extracción y quema de combustibles fósiles daña el ambiente, ya que puede contaminar y destruir el lugar de donde se extrae. Además, genera gases de efecto invernadero. El desecho de pilas y baterías usadas produce la degradación de componentes químicos que contaminan el medio ambiente.
• Recurso limitado: la energía química obtenida de combustibles fósiles es limitada, ya que estos son recursos no renovables.

Ejemplos de energía química

Son innumerables los procesos en los que interviene la energía química. A continuación proponemos dos ejemplos en los que se encuentra presente esta energía:

• Fotosíntesis: en los organismos autótrofos, la energía solar desencadena una reacción entre el dióxido de carbono y el agua, cuyos productos son el oxígeno y la glucosa. Esta glucosa resulta de la unión de seis átomos de carbono, entre los cuales se almacena la energía química. Las plantas y algas utilizan esta energía para realizar sus funciones vitales.
• Respiración celular: en casi todas las células ocurre una reacción química en la que se rompe la glucosa y se libera energía. Esta se almacena en una molécula, generalmente ATP, que permite transferir la energía a otras reacciones para construir nuevas moléculas y estructuras dentro del cuerpo.