Che cos’è l’energia chimica e come funziona?

Lo scopriamo in questo articolo, facendo anche degli esempi di energia chimica presenti in natura.

Definizione

Vediamo insieme che cos’è l’energia chimica. È un tipo di energia che subisce continue variazioni in seguito alle formazioni o rotture dei legami chimici di qualsiasi tipologia, negli elementi chimici coinvolti. Può essere definita come la capacità di alcune sostanze di legarsi con altre sviluppando energia sotto forma di luce, calore ed elettricità.

Quando l’energia chimica viene rilasciata durante una reazione chimica sotto forma di calore, le reazioni sono chiamate esotermiche. In tutte tali reazioni diminuisce l’energia chimica del sistema e aumenta l’energia termica.

Possiamo dire che l’energia chimica è una specie di energia potenziale perché quella chimica si ottiene solo nel caso in cui avvenga una reazione.

Come funziona l’energia chimica?

L’energia chimica è immagazzinata nei legami dei composti chimici e viene rilasciata quando i legami si formano appunto in una reazione chimica, producendo spesso calore. Distinguiamo due tipi di reazioni chimiche:

• Esoergica, è una reazione che rilascia energia quando si formano legami chimici (ad esempio la combustione, durante la quale viene emessa energia sotto forma di luce e calore).
• Reazione endotermica (o endoergica), è una reazione che richiede un input di energia per verificarsi (esempio: fotosintesi clorofilliana).

L’energia chimica può essere consumata oppure prodotta. Vediamo qualche esempio per comprendere meglio che cos’è l’energia chimica.

Esempi di energia chimica

In natura ci sono diverse sostanze definite come forme di energia chimica immagazzinata: batterie, biomassa, petrolio, gas naturale e carbone sono alcuni esempi. In questi casi, dopo il rilascio dell’energia chimica da una sostanza, essa viene trasformata in una sostanza completamente nuova. Ad esempio, il legno al termine della combustione si trasforma in cenere. L’energia chimica nel carbone viene convertita in energia elettrica in una centrale elettrica, oppure quando un esplosivo si spegne, l’energia chimica in esso contenuta viene trasferita nell’ambiente circostante come energia termica.

Un altro esempio in natura è rappresentato dalla fotosintesi. L’energia luminosa del sole attiva la reazione tra anidride carbonica e acqua, divenendo energia chimica che a sua volta può essere trasformata in energia elettrica attraverso le celle elettrochimiche. Invece, il processo inverso cioè la trasformazione dell’energia elettrica in chimica avviene per mezzo del fenomeno chiamato elettrolisi: ad esempio, le pile sono dispositivi che trasformano l’energia chimica in energia elettrica e quindi in un flusso di elettroni.

Anche il nostro corpo utilizza l’energia chimica contenuta nel cibo per alimentare il proprio metabolismo cellulare e le varie funzioni vitali dell’organismo attraverso la digestione. Le molecole nel cibo vengono scomposte in pezzi più piccoli e quando i legami tra questi atomi si allentano o si rompono, si verifica una reazione chimica. Si produce, dunque, energia che riscalda il corpo e lo rende capace di muoversi. L’energia negli alimenti è misurata in chilocalorie.