रासायनिक ऊर्जा कैसे काम करती है?

रासायनिक ऊर्जा परमाणुओं और अणुओं की परस्पर क्रिया से उत्पन्न होती है। आम तौर पर, इलेक्ट्रॉनों और प्रोटॉन की एक पुनर्व्यवस्था होती है, जिसे रासायनिक प्रतिक्रिया कहा जाता है, जो विद्युत आवेश उत्पन्न करती है। ऊर्जा संरक्षण का नियम कहता है कि ऊर्जा को रूपांतरित या परिवर्तित किया जा सकता है लेकिन नष्ट नहीं किया जा सकता है। इसलिए, एक रासायनिक प्रतिक्रिया जो एक प्रणाली में ऊर्जा को कम करती है, पर्यावरण को खोई हुई ऊर्जा में योगदान देगी, आमतौर पर गर्मी या प्रकाश के रूप में। वैकल्पिक रूप से, एक रासायनिक प्रतिक्रिया जो एक प्रणाली में ऊर्जा को बढ़ाती है, ने पर्यावरण से यह अतिरिक्त ऊर्जा ली होगी।

जैविक जीवन रासायनिक ऊर्जा पर निर्भर करता है। जैविक रासायनिक ऊर्जा के दो सबसे आम स्रोत पौधों में प्रकाश संश्लेषण और जानवरों में श्वसन हैं। प्रकाश संश्लेषण में, पौधे पानी को हाइड्रोजन और ऑक्सीजन में अलग करने के लिए क्लोरोफिल नामक एक विशेष वर्णक का उपयोग करते हैं। तब हाइड्रोजन को पर्यावरण से कार्बन के साथ जोड़ा जाता है ताकि कार्बोहाइड्रेट अणुओं का उत्पादन किया जा सके जिसे संयंत्र ऊर्जा के रूप में उपयोग कर सकता है। सेलुलर श्वसन रिवर्स प्रक्रिया है, ऑक्सीजन का उपयोग कार्बोहाइड्रेट अणु जैसे ग्लूकोज को एटीपी नामक ऊर्जा-वाहक अणु में ऑक्सीकरण या जलाने के लिए करता है, जिसका उपयोग व्यक्तिगत कोशिकाओं द्वारा किया जा सकता है।

हालांकि यह पहली बार में स्पष्ट नहीं लग सकता है, दहन जैसे कि गैस-ईंधन वाले इंजनों में होता है एक जैविक रासायनिक प्रतिक्रिया है कि ऑक्सीजन का उपयोग करता है हवा में ईंधन जलाने और क्रैंकशाफ्ट को बिजली देने के लिए। गैसोलीन एक जीवाश्म-ईंधन है जो कार्बनिक यौगिकों से प्राप्त होता है। लेकिन, निश्चित रूप से सभी रासायनिक ऊर्जा जैविक नहीं होती है। अणु के रासायनिक बंधों में किसी भी परिवर्तन में रासायनिक ऊर्जा का स्थानांतरण शामिल होता है। माचिस की तीली के सिरे पर फॉस्फोरस का जलना एक रासायनिक अभिक्रिया है जो उसमें रासायनिक ऊर्जा उत्पन्न करती है प्रक्रिया शुरू करने के लिए प्रहार से गर्मी का उपयोग करके प्रकाश और गर्मी का रूप और हवा से ऑक्सीजन जारी रखने के लिए जलता हुआ। एक सक्रिय ग्लो स्टिक द्वारा उत्पादित रासायनिक ऊर्जा ज्यादातर बहुत कम गर्मी के साथ हल्की होती है।

अकार्बनिक रासायनिक प्रतिक्रियाओं का उपयोग अक्सर वांछित उत्पादों को संश्लेषित करने या अवांछनीय लोगों को कम करने के लिए किया जाता है। रासायनिक ऊर्जा उत्पन्न करने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाओं की सीमा काफी विशाल है, जो कि a. के सरल पुनर्गठन से लेकर है एकल अणु या दो अणुओं का सरल संयोजन, विभिन्न पीएच के कई यौगिकों के साथ जटिल बातचीत के लिए स्तर। एक रासायनिक प्रतिक्रिया की दर आम तौर पर प्रतिक्रियाशील पदार्थों की एकाग्रता, उन अभिकारकों के बीच उपलब्ध सतह क्षेत्र, तापमान और सिस्टम के दबाव पर निर्भर करती है। एक दी गई प्रतिक्रिया में इन चरों को देखते हुए एक नियमित दर होगी, और इन कारकों में हेरफेर करने वाले इंजीनियरों द्वारा नियंत्रित किया जा सकता है।

कुछ मामलों में, प्रतिक्रिया शुरू करने या प्रतिक्रिया की एक महत्वपूर्ण दर बनाने के लिए उत्प्रेरक की उपस्थिति की आवश्यकता होती है। चूंकि उत्प्रेरक स्वयं प्रतिक्रिया में नहीं बदलता है, इसलिए इसे बार-बार उपयोग किया जा सकता है। एक सामान्य उदाहरण ऑटोमोबाइल निकास प्रणाली में उत्प्रेरक कनवर्टर है। प्लेटिनम समूह धातुओं और अन्य उत्प्रेरकों की उपस्थिति हानिकारक पदार्थों को अधिक सौम्य में कम कर देती है। उत्प्रेरक कनवर्टर में विशिष्ट प्रतिक्रियाएं नाइट्रोजन ऑक्साइड को नाइट्रोजन और ऑक्सीजन में कमी कर रही हैं, कार्बन मोनोऑक्साइड का कार्बन डाइऑक्साइड में ऑक्सीकरण, और असिंचित हाइड्रोकार्बन का कार्बन डाइऑक्साइड में ऑक्सीकरण और पानी।