L'énergie chimique provient des interactions des atomes et des molécules. Généralement, il y a un réarrangement d'électrons et de protons, appelé réaction chimique, qui produit des charges électriques. La loi de Conservation de l'Energie stipule que l'énergie peut être transformée ou convertie mais jamais détruite. Par conséquent, une réaction chimique qui diminue l'énergie dans un système contribuera à l'énergie perdue dans l'environnement, habituellement sous forme de chaleur ou de lumière. Alternativement, une réaction chimique qui augmente l'énergie dans un système aura pris cette énergie supplémentaire de l'environnement.

Réactions organiques

La vie biologique dépend de l'énergie chimique. Les deux sources les plus communes d'énergie chimique biologique sont la photosynthèse chez les plantes et la respiration chez les animaux. Dans la photosynthèse, les plantes utilisent un pigment spécial appelé chlorophylle pour séparer l'eau en hydrogène et en oxygène. L'hydrogène est ensuite combiné avec du carbone de l'environnement pour produire des molécules de glucides que la plante peut ensuite utiliser comme énergie. La respiration cellulaire est le processus inverse, en utilisant l'oxygène pour oxyder ou brûler une molécule glucidique comme le glucose dans une molécule porteuse d'énergie appelée ATP, qui peut être utilisée par des cellules individuelles.

Réactions inorganiques

Bien que cela ne semble pas évident au premier abord, la combustion telle qu'elle se produit dans les moteurs alimentés au gaz est une réaction chimique biologique qui utilise l'oxygène de l'air pour brûler du carburant et alimenter un vilebrequin. L'essence est un combustible fossile dérivé de composés organiques. Mais, toute énergie chimique n'est pas biologique, bien sûr. Tout changement dans les liaisons chimiques d'une molécule implique le transfert de l'énergie chimique. La combustion du phosphore à l'extrémité d'une allumette est une réaction chimique qui produit de l'énergie chimique sous la forme de lumière et de chaleur en utilisant la chaleur de la frappe pour initier le processus et l'oxygène de l'air pour continuer à brûler. L'énergie chimique produite par un bâton lumineux activé est principalement de la lumière avec très peu de chaleur.

Reaction Rate

Les réactions chimiques inorganiques sont aussi fréquemment utilisées pour synthétiser les produits désirés ou réduire les indésirables. La gamme de réactions chimiques qui produisent de l'énergie chimique est assez vaste, allant de la simple réorganisation d'une seule molécule ou d'une simple combinaison de deux molécules à des interactions complexes avec plusieurs composés de divers niveaux de pH. La vitesse d'une réaction chimique dépend généralement de la concentration des matériaux réactifs, de la surface disponible entre ces réactifs, de la température et de la pression du système. Une réaction donnée aura un taux régulier compte tenu de ces variables, et peut être contrôlée par des ingénieurs manipulant ces facteurs.

Catalyseurs

Dans certains cas, la présence d'un catalyseur est nécessaire pour démarrer une réaction. ou pour créer un taux de réaction significatif. Parce que le catalyseur n'est pas lui-même changé dans la réaction, il peut être utilisé encore et encore. Un exemple courant est le convertisseur catalytique dans un système d'échappement d'automobile. La présence de métaux du groupe du platine et d'autres catalyseurs réduit les substances nocives dans des substances plus bénignes. Les réactions typiques dans un convertisseur catalytique sont la réduction des oxydes d'azote en azote et en oxygène, l'oxydation du monoxyde de carbone en dioxyde de carbone et l'oxydation des hydrocarbures imbrûlés en dioxyde de carbone et en eau.