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Usina Nuclear Isar, Alemanha

Piscina de combustível nuclear usado

Turbina de uma usina nuclear

Energia química

Energia química

Energia química é o potencial de uma substância química sofrer uma transformação através de uma reação química ou, se transformar em outras substâncias químicas. Formar ou quebrar ligações químicas envolve energia. Essa energia pode ser absorvida ou evoluir de um sistema químico.

A energia que pode ser liberada (ou absorvida) por uma reação entre um conjunto de substâncias químicas é igual à diferença entre a quantidade de energia dos produtos e dos reagentes. Essa mudança de energia é chamada energia interna de uma reação química.

Como a força das ligações químicas está associada à distância entre as espécies químicas (de fato, as ligações químicas mais fortes são aquelas com os elementos químicos envolvidos na ligação mais próxima), a energia química depende da posição mútua dos partículas que constituem uma substância. Portanto, energia química é a energia armazenada em ligações químicas. Essa energia é atribuída, em grande parte, à soma da energia potencial das interações eletrostáticas das cargas presentes na matéria ponderada, mais a energia cinética dos elétrons.

Se você tem um "nível zero" de energia química que é onde não há ligações químicas, a energia química é negativa.

A ressonância é um fenômeno químico-estrutural que influencia bastante a energia química no sentido estabilizador. A reatividade e cinética dos vários compostos sofrem diferenças químicas de energia.

A energia química é produzida no decorrer das transformações que ocorrem no nível das moléculas.

Energia química e termodinâmica

A energia química tem uma estreita relação com a termodinâmica, na qual aparecem conceitos de energia interna, entalpia e processos termodinâmicos.

Na química termodinâmica, o termo usado para energia potencial é o potencial químico, e a equação de Gibbs-Duhem é freqüentemente usada para transformação química.

A mudança de energia interna de um processo é igual à mudança de calor se medida em condições de volume constante, como em um calorímetro. No entanto, sob condições de pressão constante, o calor medido nem sempre é igual à mudança de energia interna. A mudança de calor a pressão constante é chamada mudança de entalpia.

Uso de energia química em sistemas técnicos

Outro termo útil é o calor da combustão, que é a energia liberada na reação de combustão e frequentemente aplicada ao estudo de combustíveis.

Do ponto de vista técnico, os combustíveis contêm energia química que é convertida em energia mecânica por combustão, por exemplo, em motores térmicos. O combustível permite a transformação da energia de reação química da combustão diretamente em energia elétrica ou energia mecânica.

Quando as baterias são usadas, a energia química é convertida diretamente em energia elétrica através de reações eletroquímicas redox. Um acumulador se comporta de maneira semelhante a uma bateria no uso de energia e vice-versa, pode converter energia elétrica em produtos químicos e armazená-la.

Energia química potencial

A energia química potencial é uma forma de energia potencial relacionada ao arranjo estrutural de átomos ou moléculas. Esse arranjo pode ser o resultado de ligações químicas entre as moléculas. A energia química de uma substância pode ser transformada em outras formas de energia por reação química.

O termo similar de potencial químico é usado para indicar o potencial de uma substância sofrer uma alteração na configuração, na forma de reação química, transporte espacial, troca de partículas com um reservatório.

Exemplos de energia química

Aqui estão alguns exemplos de energia química:

  • Energia nuclear. Nas reações de fissão ou fusão nuclear, alterações químicas são geradas nos átomos que são transformados em energia química.
  • A combustão de um combustível. Um exemplo deste caso é ao queimar um combustível e obter energia térmica na forma de calor.
  • Digestão por um organismo vivo. Os alimentos, através de certas reações no estômago, são convertidos em energia química para o corpo.
  • A fotossíntese. As plantas verdes obtêm energia transformando energia solar em energia química na fotossíntese; a energia elétrica pode ser convertida em energia química através de reações eletroquímicas.

A química nuclear é um ramo da química que lida com o estudo dos aspectos químicos mencionados em:

  • propriedades nucleares (como estrutura nuclear atômica, reações nucleares e decaimento radioativo)
  • propriedades dos elementos do final do sistema periódico (para os quais a detecção de radiação nuclear é essencial)
  • fenômenos macroscópicos envolvendo processos nucleares (por exemplo, radiocronologia, astrofísica, etc.)
  • aplicação de técnicas de análise baseadas em fenômenos nucleares (como análise de ativação ou uso de marcadores radioativos) no estudo de problemas científicos em uma variedade de campos científicos ou técnicos.

Química nuclear

O que é química nuclear?

    A química nuclear é um ramo da química que lida com o estudo dos aspectos químicos mencionados em:

    • propriedades nucleares (como estrutura nuclear atômica, reações nucleares e decaimento radioativo)
    • propriedades dos elementos do final do sistema periódico (para os quais a detecção de radiação nuclear é essencial)
    • fenômenos macroscópicos envolvendo processos nucleares (por exemplo, radiocronologia, astrofísica, etc.)
    • aplicação de técnicas de análise baseadas em fenômenos nucleares (como análise de ativação ou uso de marcadores radioativos) no estudo de problemas científicos em uma variedade de campos científicos ou técnicos.

    A química nuclear está intimamente ligada à radioquímica, que por sua vez lida com o estudo da radioatividade natural e artificial e com o uso de radioisótopos no estudo de processos químicos. A radioquímica inclui atividades como métodos radioanalíticos, aplicações de radionuclídeos em disciplinas fora da área de química (por exemplo, medicina nuclear), radioisótopos de química (em relação direta à física), química de materiais, métodos de marcação altamente radioativos e isotópicos. .

     

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      Última revisão: 17 de fevereiro de 2020