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Centrale nucléaire Isar, Allemagne

Piscine de combustible nucléaire usé

Turbine d'une centrale nucléaire

Énergie chimique

Énergie chimique

L'énergie chimique est le potentiel d'une substance chimique à subir une transformation par une réaction chimique ou à se transformer en d'autres substances chimiques. La formation ou la rupture de liaisons chimiques implique de l'énergie. Cette énergie peut être absorbée ou évoluer à partir d'un système chimique.

L'énergie qui peut être libérée (ou absorbée) par une réaction entre un ensemble de substances chimiques est égale à la différence entre la quantité d'énergie des produits et des réactifs. Ce changement d'énergie est appelé énergie interne d'une réaction chimique.

Étant donné que la force des liaisons chimiques est associée à la distance entre les espèces chimiques (en fait, les liaisons chimiques les plus fortes sont celles avec les éléments chimiques impliqués dans la liaison la plus proche), l'énergie chimique dépend de la position mutuelle des particules qui constituent une substance. Par conséquent, l'énergie chimique est l'énergie stockée dans les liaisons chimiques. Cette énergie est attribuable, en grande partie, à la somme de l'énergie potentielle des interactions électrostatiques des charges présentes dans la matière pondérée, plus l'énergie cinétique des électrons.

Si vous avez un "niveau zéro" d'énergie chimique qui est là où il n'y a pas de liaisons chimiques, l'énergie chimique est négative.

La résonance est un phénomène chimico-structurel qui influence grandement l'énergie chimique au sens stabilisant. La réactivité et la cinétique des différents composés souffrent de différences d'énergie chimique.

L'énergie chimique est produite au cours des transformations qui ont lieu au niveau des molécules.

Énergie chimique et thermodynamique

L'énergie chimique a une relation étroite avec la thermodynamique dans laquelle les concepts d'énergie interne, d'enthalpie et de processus thermodynamiques apparaissent.

En chimie thermodynamique, le terme utilisé pour l'énergie potentielle est le potentiel chimique, et l'équation de Gibbs-Duhem est souvent utilisée pour la transformation chimique.

Le changement d'énergie interne d'un processus est égal au changement de chaleur s'il est mesuré dans des conditions de volume constant, comme dans un calorimètre. Cependant, dans des conditions de pression constante, la chaleur mesurée n'est pas toujours égale au changement d'énergie interne. Le changement de chaleur à pression constante est appelé changement d'enthalpie.

Utilisation de l'énergie chimique dans les systèmes techniques

Un autre terme utile est la chaleur de combustion, qui est l'énergie libérée dans la réaction de combustion et souvent appliquée à l'étude des combustibles.

D'un point de vue technique, les carburants contiennent de l'énergie chimique qui est convertie en énergie mécanique par combustion, par exemple dans les moteurs thermiques. Le carburant permet la transformation de l'énergie de réaction chimique de la combustion directement en énergie électrique ou en énergie mécanique.

Lorsque des batteries sont utilisées, l'énergie chimique est convertie directement en énergie électrique grâce à des réactions redox électrochimiques. Un accumulateur se comporte de la même manière qu'une batterie en termes d'utilisation d'énergie, et vice versa, il peut convertir l'énergie électrique en produits chimiques et la stocker.

Énergie chimique potentielle

L'énergie chimique potentielle est une forme d'énergie potentielle liée à l'arrangement structurel des atomes ou des molécules. Cet arrangement peut être le résultat de liaisons chimiques entre les molécules. L'énergie chimique d'une substance peut être transformée en d'autres formes d'énergie par réaction chimique.

Le terme similaire de potentiel chimique est utilisé pour indiquer le potentiel d'une substance à subir un changement de configuration, sous forme de réaction chimique, de transport spatial, d'échange de particules avec un réservoir.

Exemples d'énergie chimique

Voici quelques exemples d'énergie chimique:

  • Énergie nucléaire. Dans les réactions de fission ou de fusion nucléaire, des altérations chimiques sont générées dans les atomes qui sont transformés en énergie chimique.
  • La combustion d'un carburant. Un exemple de ce cas est lors de la combustion d'un combustible et de l'obtention d'énergie thermique sous forme de chaleur.
  • Digestion par un organisme vivant. La nourriture, grâce à certaines réactions dans l'estomac, est convertie en énergie chimique pour le corps.
  • La photosynthèse. Les plantes vertes obtiennent de l'énergie en transformant l'énergie solaire en énergie chimique lors de la photosynthèse, l'énergie électrique peut être convertie en énergie chimique par des réactions électrochimiques.

La chimie nucléaire est une branche de la chimie qui traite de l'étude des aspects chimiques mentionnés dans:

  • propriétés nucléaires (telles que la structure du noyau atomique, les réactions nucléaires et la désintégration radioactive)
  • propriétés des éléments de la fin du système périodique (pour lesquels la détection du rayonnement nucléaire est essentielle)
  • phénomènes macroscopiques impliquant des processus nucléaires (par exemple, radiochronologie, astrophysique, etc.)
  • application de techniques d'analyse basées sur des phénomènes nucléaires (comme l'analyse d'activation ou l'utilisation de traceurs radioactifs) dans l'étude de problèmes scientifiques dans divers domaines scientifiques ou techniques.

Chimie nucléaire

Qu'est-ce que la chimie nucléaire?

    La chimie nucléaire est une branche de la chimie qui traite de l'étude des aspects chimiques mentionnés dans:

    • propriétés nucléaires (telles que la structure du noyau atomique, les réactions nucléaires et la désintégration radioactive)
    • propriétés des éléments de la fin du système périodique (pour lesquels la détection du rayonnement nucléaire est essentielle)
    • phénomènes macroscopiques impliquant des processus nucléaires (par exemple, radiochronologie, astrophysique, etc.)
    • application de techniques d'analyse basées sur des phénomènes nucléaires (comme l'analyse d'activation ou l'utilisation de traceurs radioactifs) dans l'étude de problèmes scientifiques dans divers domaines scientifiques ou techniques.

    La chimie nucléaire est étroitement liée à la radiochimie, qui à son tour traite de l'étude de la radioactivité naturelle et artificielle et de l'utilisation de radio-isotopes dans l'étude des processus chimiques. La radiochimie comprend des activités telles que les méthodes radioanalytiques, les applications de radionucléides dans des disciplines en dehors du domaine de la chimie (par exemple, la médecine nucléaire), les radio-isotopes de la chimie (en relation directe avec la physique), la chimie des matériaux, les méthodes de marquage hautement radioactif et isotopique. .

     

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      Dernier examen: 17 février 2020