L’énergie chimique potentielle est l’énergie stockée dans un matériau qui peut être libérée par une réaction chimique. Cette énergie peut provenir de la combinaison d’atomes ou de molécules ou de la séparation de molécules. Il est libéré sous forme de chaleur, de lumière ou les deux. Habituellement, un certain type de déclencheur est nécessaire pour libérer de l’énergie potentielle, mais ce déclencheur peut être aussi simple que de simplement mélanger deux matériaux, par exemple en ajoutant le métal hautement réactif, le potassium, avec de l’eau, ce qui entraîne une très forte réaction qui libère beaucoup de chaleur.
La formation et la rupture des liaisons entre les atomes sont la source de toute énergie chimique potentielle. Selon la force de ces liaisons, la quantité d’énergie stockée variera. Les liaisons très fortes stockent une petite quantité d’énergie et les liaisons faibles stockent de plus grandes quantités. Les liaisons fortes sont très stables et nécessitent une énergie supplémentaire pour se rompre, ce qui signifie que moins d’énergie est libérée lors de la rupture. L’inverse est vrai pour les liaisons faibles, elles nécessitent donc peu d’énergie supplémentaire comme déclencheur pour se briser et libérer une grande quantité d’énergie.
Ce principe d’énergie chimique potentielle est à la base de notre utilisation de nombreuses sources d’énergie dans le monde. Les hydrocarbures, également appelés combustibles fossiles, tels que le charbon, le pétrole et ses dérivés raffinés, contiennent de très grandes quantités d’énergie chimique potentielle. Lorsqu’elles sont brûlées, les molécules de ces substances sont combinées avec de l’oxygène. Cela entraîne la rupture de certaines des liaisons moléculaires entre certains atomes dans les molécules et la formation d’autres lorsque des atomes d’oxygène sont incorporés dans la structure moléculaire, un processus connu sous le nom d’oxydation. Le résultat est la libération d’une énergie chimique potentielle sous forme de chaleur et de lumière, mais surtout de chaleur, qui est exploitée et utilisée pour alimenter les machines et convertie en électricité.
L’énergie stockée est exprimée en unités internationales standard (SI) de mégajoules par kilogramme (Mj/kg), et la quantité d’énergie stockée dans une substance par rapport à une masse donnée est appelée densité énergétique. Cela permet de comparer la quantité d’énergie chimique potentielle stockée dans une substance par rapport à une autre en masse. Ce type d’énergie peut être libéré de différentes manières. Pour les combustibles fossiles, il est généralement libéré par combustion. Pour les substances comme les aliments, il est libéré au cours des processus métaboliques du corps, qui sont chimiquement identiques à la combustion, mais qui s’effectuent à un rythme beaucoup plus lent et contrôlé.
Les explosifs comme la dynamite et la nitroglycérine libèrent très rapidement leur énergie chimique potentielle, ce qui leur confère leurs propriétés explosives. La plupart des explosifs ont une quantité d’énergie chimique potentielle en masse relativement faible, même par rapport à des choses comme le sucre, mais leurs propriétés chimiques permettent à cette énergie d’être libérée presque instantanément. Par exemple, la nitroglycérine contient 6.5 Mj/kg et la canne à sucre brute en contient 19 Mj/kg.