エネルギー | みくあす化学館

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エネルギー

 

今回は、エネルギーについて。

 

 

エネルギーってなんだか
抽象的でよく分からないですよね。

 

 

エネルギーには色んな種類があるので、
説明するのが難しいです。

 

 

僕は化学の専門なので、
化学におけるエネルギー(化学エネルギー)
について主に説明していこうと思います。

 

 

化学エネルギーは、
まぁ簡単に言えば「内部に秘めているパワー」
みたいなもんでしょうか。

 

 

物質は、内部にエネルギーを
たくわえています。

 

これが化学エネルギーです。

 

 

炭素や水素は内部に
化学エネルギーを秘めているのです。

 

 

そして、炭素や水素は
燃えますよね?

 

 

燃える=内部のエネルギーを放出している
ということです。

 

 

炭素や水素の内部に
たくわえられていたエネルギーが、
熱エネルギーや光エネルギーとして
放出されたのです。

 

 

 

不安定な物質は、
化学エネルギーを多く秘めています。

 

 

参考
化学的安定・不安定

 

 

逆に言えば、
化学エネルギーをたくさん持っている
ということは不安定ということです。

 

 

物質は、できるだけエネルギーを
持っていたくないんです。

 

 

自分の持っているエネルギーを
外にぶちまけてしまいたいんです。

 

 

だから不安定な物質は
化学反応を起こして
熱や光としてエネルギーを
外にぶちまけます。

 

 

 

逆に、安定な物質は
内部にエネルギーを
あまり持っていません。

 

 

エネルギーが少ないから、
外にぶちまけなくてもいい。

 

だから安定な物質は
化学反応をあまり起こしません。

 

 

 

エネルギーが多い=不安定
エネルギーが少ない=安定

 

 

これが重要です。

 

物質によって、
たくさんエネルギーを持っているものや
あまりエネルギーを持っていないものなど
色々あるんです。

 

 

 

水のエネルギーは少ない(安定)
水素のエネルギーは多い(不安定)

 

だから水素は反応して水になりたがります。
減った分のエネルギーは
熱や光として外に出たのです。

 

 

 

化学反応は
エネルギーの大きい物質が
エネルギーの小さい物質になる現象です。

 

 

 

エネルギーを放出すると
エネルギーが少ない安定な物質になるんです。

 

 

では逆に、
エネルギーを注入したら
どうなるでしょう。

 

 

水は安定な物質(エネルギー小)ですが、
電気エネルギーを注入する(電気を通す)と
不安定(エネルギー大)な水素になります。

 

 

水に電気を通すと電気分解して
水素と酸素に分かれますよね?

 

 

それは、水が外からエネルギーを受け取って
不安定な物質になったということです。

 

 

 

このように、
エネルギーが逆向きに流れる
化学反応もあります。

 

 

化学反応は、

 

不安定な物質→安定な物質+エネルギー(化合・中和など)

 

安定な物質+エネルギー→不安定な物質(熱分解・電気分解など)

 

 

このどちらの場合もあります。

 

どちらにしろ、内部のエネルギーを
放出したり受け取ったりという、
エネルギーのやりとりをしています。

 

 

 

例を出しましょう。

 

○不安定な物質→安定な物質+エネルギー

 

・水素+酸素→水+熱・光

 

水素と酸素は燃えて水になります(燃焼熱)。

 

 

・水酸化ナトリウム+塩酸→塩化ナトリウム+水+熱

 

アルカリと酸を混ぜると発熱します(中和熱)

 

 

 

○安定な物質+エネルギー→不安定な物質

 

・酸化銀+熱→酸素+銀

 

酸化銀は加熱すると熱分解します。

 

 

・塩化銅+電気→塩素+銅

 

塩化銅は電気を通すと電気分解します。

 

 

 

このように、化学反応は
エネルギーのやりとりなんです。

 

 

エネルギーがなんなのか、
少しは分かったでしょうか。

 

 

それでは、今回はこれで終わります。

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