La energía generalmente se define como la capacidad para efectuar un trabajo. Todas las formas de energía son capaces de efectuar un trabajo (es decir, ejercer una fuerza a lo largo de una distancia), pero no todas ellas tienen la misma importancia para la química. La energía tiene que ver mucho con la química. Casi toda la energía de la cual dependemos se obtiene a partir de reacciones químicas. Los procesos químicos no simplemente generar calor, también pueden efectuar trabajo, como impulsar un taladro o dar marcha al motor de arranque de un auto.
La sociedad de hoy depende de la energía para su existencia. Algún síntoma de escasez de la misma bastaría para sacudir la confianza de la gente y perturbar los mercados. Por ejemplo: pensemos en procesos químicos que observamos en un día ordinario.
- Comemos alimentos con el fin de producir la energía necesaria para mantener nuestras funciones biológicas.
- Quemamos combustibles fósiles (hulla, petróleo, gas natural) con objeto de producir energía eléctrica que abastece nuestros hogares y oficinas, y nos lleva desde un lugar a otro en auto, avión o tren.
- Escuchamos música en reproductores MP3 a baterías.
El estudio de la energía y su transformación se conoce como termodinámica (del griego thérme, “calor” y dy´namis, “potencia”). Este campo surge durante la revolución industrial cuando se analizan las relaciones entre calor, trabajo y el contenido energético de los combustibles, en esfuerzo de obtener el mayor rendimiento de las máquinas de vapor.
La relación entre cambio químico y energía se manifiesta de varias maneras. Las reacciones químicas en que participan alimentos o combustibles, liberan energía. En cambio, la descomposición del agua en hidrógeno y oxígeno requiere de un aporte de energía eléctrica.
En esta unidad estudiaremos las relaciones entre las reacciones químicas y los cambios de energía en que interviene el calor. Este aspecto de la termodinámica se denomina termoquímica.