Chemische energie is afkomstig van de interacties van atomen en moleculen. Over het algemeen is er een herschikking van elektronen en protonen, een chemische reactie genaamd, die elektrische ladingen produceren. De wet van behoud van energie bepaalt dat energie kan worden getransformeerd of omgezet, maar nooit vernietigd. Daarom draagt ​​een chemische reactie die de energie in een systeem verlaagt bij aan de energie die verloren gaat aan de omgeving, meestal als warmte of licht. Als alternatief heeft een chemische reactie die de energie in een systeem verhoogt, deze extra energie uit de omgeving gehaald.

Organische reacties

Biologisch leven hangt af van chemische energie. De twee meest voorkomende bronnen van biologische chemische energie zijn fotosynthese in planten en ademhaling bij dieren. In fotosynthese gebruiken planten een speciaal pigment, chlorofyl genoemd, om water te scheiden in waterstof en zuurstof. De waterstof wordt vervolgens gecombineerd met koolstof uit de omgeving om koolhydraatmoleculen te produceren die de plant vervolgens als energie kan gebruiken. Cellulaire ademhaling is het omgekeerde proces, waarbij zuurstof wordt gebruikt om een ​​koolhydraatmolecuul zoals glucose te oxideren of te verbranden in een energiedragend molecuul dat ATP wordt genoemd en dat door afzonderlijke cellen kan worden gebruikt.

Anorganische reacties

Hoewel het in het begin misschien niet vanzelfsprekend lijkt, is verbranding zoals die optreedt bij gasmotoren een biologische chemische reactie waarbij zuurstof in de lucht wordt gebruikt om brandstof te verbranden en een krukas te voeden. Benzine is een fossiele brandstof afgeleid van organische verbindingen. Maar niet alle chemische energie is natuurlijk biologisch. Elke verandering in de chemische bindingen van een molecuul omvat de overdracht van chemische energie. Het verbranden van fosfor aan het einde van een luciferstok is een chemische reactie die chemische energie produceert in de vorm van licht en warmte met behulp van warmte van het slaan om het proces te starten en zuurstof uit de lucht om te blijven branden. De chemische energie die wordt geproduceerd door een geactiveerde gloeistift is meestal licht met zeer weinig warmte.

Reactiefrequentie

Anorganische chemische reacties worden ook vaak gebruikt om gewenste producten te synthetiseren of ongewenste producten te verminderen. Het bereik van chemische reacties die chemische energie produceren, is vrij groot, variërend van eenvoudige reorganisatie van een enkele molecule of een eenvoudige combinatie van twee moleculen tot complexe interacties met meerdere verbindingen met verschillende pH-niveaus. De snelheid van een chemische reactie hangt in het algemeen af ​​van de concentratie van de reactantmaterialen, het beschikbare oppervlaktegebied tussen die reactanten, de temperatuur en de druk van het systeem. Een gegeven reactie krijgt een normale snelheid gezien deze variabelen en kan worden gecontroleerd door ingenieurs die deze factoren manipuleren.

Katalysatoren

In sommige gevallen is de aanwezigheid van een katalysator vereist om een ​​reactie te starten of om een ​​aanzienlijke reactiesnelheid te creëren. Omdat de katalysator zelf niet in de reactie wordt veranderd, kan deze keer op keer worden gebruikt. Een bekend voorbeeld is de katalysator in een uitlaatsysteem voor auto's. De aanwezigheid van metalen uit de platinagroep en andere katalysatoren vermindert schadelijke stoffen tot goedaardige. Typische reacties in een katalysator zijn reductie van stikstofoxiden tot stikstof en zuurstof, oxidatie van koolmonoxide tot koolstofdioxide en oxidatie van onverbrande koolwaterstoffen tot koolstofdioxide en water.