Energía química

Te explicamos qué es la energía química, para qué sirve, sus ventajas y desventajas. Además, sus diferentes usos y características principales.

¿Qué es la energía química?

La energía química es la energía contenida o que se libera a través de reacciones entre las moléculas de uno o más compuestos. Se trata de la energía interna que posee una sustancia, según los tipos de enlaces químicos entre sus componentes y la cantidad de energía que puede liberarse durante dichas reacciones.

La energía química es una de las formas en que la energía se manifiesta en la naturalza y está siempre asociada a la materia. Se manifiesta cuando se produce en ella una modificación en los enlaces químicos de los átomos y moléculas que la conforman, que puede suceder en presencia de calor o al interactuar con otras sustancias. Como resultado, suele liberarse calor, luz u otras formas de energía derivadas de la reacción.

En ese sentido, la energía química es una forma de energía potencial contenida en las sustancias químicas. Cuando estas sutancias participan en una reacción, pueden transformarse en otras formas aprovechables de energía. Así ocurre, por ejemplo, en los procesos de combustión de la gasolina y de otros hidrocarburos fósiles.

El aprovechamiento de esta forma de energía es relativamente reciente en la historia de la humanidad, pero no en la del planeta. Desde tiempos remotos, los seres vivos han utilizado procesos como la fotosíntesis y quimiosíntesis para obtener energía a partir del potencial químico de la materia.

Ver además: Energía hidráulica

¿Para qué sirve la energía química?

Según el principio de conservación de la energía, esta puede transformarse, pero no crearse ni destruirse. La energía química, por su parte, es una forma de energía potencial que puede transformarse en otras formas con aplicaciones prácticas en la vida cotidiana, como energía lumínica, térmica y cinética, para llevar a cabo un trabajo.

Por ejemplo, la combustión de la gasolina convierte la energía química almacenada en el combustible en energía cinética, que permite mover un vehículo, como una motocicleta.

Ventajas de la energía química

La energía química presenta las siguientes ventajas:

• Alto rendimiento energético. No se requieren grandes cantidades de materia para obtener energía a partir de sus moléculas.
• Posibilidad de transformar la materia. Las reacciones químicas no solo liberan energía, sino que también generan nuevas sustancias, muchas de las cuales pueden aprovecharse para producir materiales útiles.
• Aprovechamiento de materiales de desecho. El bioetanol y otros biocombustibles se elaboran a partir de materia orgánica que, de otro modo, se descompondría sin utilidad.

Desventajas de la energía química

La energía química presenta ciertos inconvenientes:

• Generación de subproductos contaminantes. En muchos casos, las reacciones químicas producen sustancias que pueden ser nocivas para el ambiente, como ocurre con los combustibles fósiles que liberan gases tóxicos a la atmósfera.
• Necesidad de insumos continuos. Durante la reacción química los materiales utilizados se consumen, por lo que es necesario un suministro constante de materia orgánica o combustible para mantener el proceso.

Energía química de los alimentos

Los alimentos que consumimos a diario son un claro ejemplo del aprovechamiento de la energía química. Contienen distintas sustancias orgánicas que aportan energía a nuestro cuerpo, de manera similar a como el combustible alimenta el motor de un vehículos.

Esas sustancias orgánicas se descomponen en el organismo para producir glucosa (C₆H^₁₂O₆), una molécula cuya oxidación durante la respiración celular libera una gran cantidade de energía calórica (calorías), indispensable para el funcionamiento del cuerpo. El excesos de glucosa se transforma en grasa, que actúa como reserva energética.

Este proceso es un ejemplo de cómo la energía química contenida en los alimentos se transforma en distintas formas de energía: mecánica (movernos, sostenernos en pie), sonora (hablar) o eléctrica (la actividad neuronal que permite pensar).

Ejemplos de energía química

Algunos ejemplos destacados de energía química son los siguientes:

• Combustibles fósiles. La gasolina, el diésel y otros derivados del petróleo están formados por secuencias de moléculas compuestas de carbono e hidrógeno. Sus enlaces se rompen en presencia de oxígeno durante la combustión, liberando grandes cantidades de energía en forma de calor y movimiento.
• Alimentos que ingerimos. La glucosa presente en los alimentos se oxida en nuestro organismo; al romper sus enlaces, se libera energía calórica que permite mantener las funciones viatales del organismo.
• Bioluminiscencia. Algunos seres vivos tienen la capacidad de producir luz mediante reacciones químicas en su organismo, fenómeno conocido como bioluminiscencia. En este proceso, la energía lumínica proviene de la energía química almacenada.
• Viajes espaciales. Los cohetes espaciales funcionan por la reacción controlada entre diversas sustancias con alta energía química, como el hidrógeno y oxígeno líquido, que se transforman en grandes cantidades de energía cinética, la cual impulsa a las naves.

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Referencias

• «Energía química» en https://www.britannica.com/
• «¿Qué es la energía?» en https://www.eia.gov/
• «Tipos de energía» en https://es.khanacademy.org/