Ionisk energi er en innovativ kilde, som de siste årene har vist at den representerer en av pilarene i mange vitenskapelige undersøkelser og prosjekter. Hvis du vil vite mer om denne energiformen som er basert på bruk av atomer, samt dens fordeler og ulemper, inviterer vi deg til å fortsette å lese denne artikkelen.
Hva er ionisk energi?
Ionisk energi er mengden energi som trengs for å koble sammen delene av et atom. Hvis du vil dele en negativ partikkel fra atomet, må du gi en mengde energi tilsvarende ionenergien til nevnte atom. Hvert elektron har en assosiert mengde ionisk eller ioniseringsenergi, som vil avhenge av orbitalen det befinner seg i. En orbital er området i rommet der elektronet er mest sannsynlig å bli funnet. I ioniseringsprosesser får elektronet i den ytterste orbitalen alltid til å hoppe, fordi det er den med lavest ionenergi.
Metoden som brukes for å måle den ioniske energien til et kjemisk grunnstoff er veldig grunnleggende. Det brukes vanligvis et elektrisk utladningsrør, der et raskt bevegende elektron, generert av en elektrisk strøm, kolliderer med et gassformet atom i grunnstoffet som skal bestemmes. Et atom med et enkelt elektron i bane, for eksempel hydrogen, trenger en ionisk energi på 16,6 elektronvolt, for å gjennomgå en ioniseringsprosess, det vil si å eliminere elektronet fra orbitalen med lavere eller lavere energi.
Det som holder kjernen og elektronene til et atom sammen er kombinasjonen av interaksjonene mellom den elektriske ladningen på kjernen, elektronkonfigurasjonen til atomet og dets størrelse. Effekten av disse elementene bestemmer mengden ionisk energi i atomet. Energinivåene i kjemiske grunnstoffer avhenger av deres natur, så vanskeligheten med ionisering varierer avhengig av hvor du er i det periodiske systemet. For eksempel er det lettere å ionisere et alkalimetall enn en edelgass.
Jo flere elektroner et atom mister, jo mer energi tar det for å ionisere det, noe som betyr at det trengs mer ionisk energi. Kjernen har positive ladninger og nøytrale ladninger, den positive ladningen endres ikke av ioniseringsprosesser. Siden kjernen må forbli sammenhengende, hver gang vi fjerner et elektron, binder den kjernen seg tettere for å opprettholde likevekt. Hvis du vil definere ioniseringsenergi basert på denne informasjonen, vil det være denne energien som trengs for å skille det totale antallet molekyler eller atomer som er tilstede i en mol.
Videre er føflekken stoffet som finnes i et gitt stoff i antall molekyler eller atomer som tilsvarer Avogadros antall. I hydrogen har en mol av atomene en ionisk energi på 1.312 KJ/mol og en atomvekt på 1 gram. Derfor er et elements evne til å reagere kjemisk relatert til dets ioniske energi. Dette er dens evne til å donere og ionisere elektroner. Det avhenger også av typen elementer som dannes av disse prosessene.
https://www.youtube.com/watch?v=6C6OAwrQlc4
Bruken av ionenergi
Hver gang mennesket har klart å manipulere energiformer, åpner det rom for deres bruk på forskjellige områder: industri, medisin, kort sagt, praktisk talt alle områder av dagliglivet trenger energiformer for å utvikle seg. Ioneenergi er stor sammenlignet med andre energiformer og derfor av stor interesse for forskere, prosessdesignere og industrifolk. Selv militære utviklinger har dratt nytte av slike manipulasjoner av atomet. Deretter vil vi nevne noen av dem:
oppdagelse av fare
Kjemiske prosesser av alle slag er relatert til passasje av elektroner fra ett molekyl til et annet for å utføre den kjemiske reaksjonen. Kunnskapen om den spesielle ioniske energien, som interagerer i bestemte prosesser, har muliggjort utformingen av metoder som er i stand til å oppdage ethvert skadelig objekt. Disse påvisningene utføres ved elektrosprayionisering. Etter ionisering av partiklene, blir de ført gjennom et massespektrometer, og avhengig av ionet som vises, sjekker det for tilstedeværelse av narkotika eller eksplosiver.
Lysrør og TVer
Det brukes også til produksjon av former for elektromagnetisk energi. En av dem er synlig lys, som ikke er noe mer enn utslipp av elektroner, et produkt av avslapningsprosessen til atomer, som oppnås ved å legge til riktig mengde ionisk energi. Dette prinsippet brukes i lysstoffrør. Dessuten skjer prosessen i TV-apparater, disse er laget med et stoff som kan avgi en bestemt type foton. På samme måte, ved å gi den et tilstrekkelig energinivå, vil elektronene begynne å bli frigjort og det vil være fotonene som lar oss se bildet.
Lyndominans
Lyn er ikke annet enn en stor mengde elektromagnetisk stråling, og det er derfor vi ser lys når det oppstår. Enhver form for lys er assosiert med utslipp av fotoner, som vises under ioniseringsprosessen. I det spesielle tilfellet med lyn, er luftmolekylene ionisert. Ved å måle denne energien kan tettheten av lynet som kan treffe et gitt sted forutsi. Med denne informasjonen kan du designe og bygge noe for å tiltrekke dem og hindre dem i å falle hvor som helst, siden deres høye energinivå vanligvis er veldig ødeleggende.
Sterilisere
Det er en måte å ionisere på som er ved hjelp av elektronstråler. Den har høy doseringsfrekvens og lav effekt inkludert. For å oppnå denne strømmen av elektroner må det brukes en stor mengde ionisk energi, noe som oppnås med akseleratorer spesialdesignet for dette. Når stykket eller produktet som skal steriliseres passerer gjennom denne strømmen eller strålen av elektroner, gjennomgår det en prosess med energiabsorpsjon, energien som disse elektronene gir ved ionisering. Ved å absorbere denne energien endres den kjemiske konfigurasjonen av rommet, reproduksjonskapasiteten og DNA til mikroorganismene som er tilstede.
Til tross for endringen av brikkene, er den mindre aggressiv enn andre steriliseringsmetoder. I nesten alle andre metoder reduseres levetiden til elementet, mens med denne metoden representerer ikke modifikasjonen noen stor effekt, på grunn av de korte eksponeringstidene. I tillegg kan det påpekes en annen fordel, som er at store mengder artikler kan steriliseres samtidig, noe som representerer en av de mest økonomiske metodene fra et industrielt synspunkt.
Bioteknologi
Studiet av ionisk energi har gjort det mulig å perfeksjonere mange prosesser. Å være i stand til å måle energiene som er involvert i prosessene med emisjon eller absorpsjon av elektroner, lar oss bestemme i nærvær av hvilket stoff det er. Det finnes metoder som kan brukes til å bestemme en rekke kjemiske elementer som proteiner som er basert på emisjon eller absorpsjon av ionisk energi i form av synlig lys. Disse prosedyrene er mye brukt i både industri og helsevesen.
romforskning
En av de mest interessante bruksområdene som har blitt gitt til det, er fremdrift av skip. Ionemotoren bruker en jet av ioner for å drive seg frem. Akselerasjonen av ionene gjøres ved å utnytte kraft-masseforholdet, og dermed akselerere dem til svært høye hastigheter. Ione-thrustere produserer svært høye pulser, som krever mye mindre drivstoffmasse enn konvensjonelle raketter. Romstasjoner utnytter også ioniske energier for å holde de fleste systemer i gang, generere mindre avfall, er lydisolerte og er generelt enkle å bruke.
apotek
Det skal bemerkes at denne typen energikilder, som er assosiert med elektromagnetisk stråling, kan tilby flere bruksområder innen farmasøytisk analyse. Målingen av variasjonen av disse energiene i form av det elektromagnetiske spekteret gjør det mulig å bestemme tilstedeværelsen av et hvilket som helst kjemisk stoff i blodet eller mengden medisin som metaboliseres av en person. Det brukes også til å bestemme legemiddelkonsentrasjoner. Faktisk har den farmasøytiske industrien funnet den mest nyttige bruken av ionisk energi.
Fordeler med ionisk energi
En av de største fordelene med ionisk energi er at den er billigere fra et økonomisk synspunkt. Når den første investeringen for installasjonen er gjort, faller kostnadene dramatisk. Fra et energisynspunkt krever prosessene som utføres med lavere energiforbruk. Den er fullstendig lydisolert, så den avgir ingen støy, noe som gjør den til en bærekraftig og økologisk energiform. Det er en ren energi laget av atomer og elektroner, som ikke etterlater noen form for rester.
Ulemper med ionisk energi
Det er egentlig ikke nødvendig å bruke noen annen energikilde som en del av prosessen for å produsere den. Dette betyr at det ikke er noen stabil strøm for å støtte generering, noe som gjør den til en upålitelig strømkilde. Av denne grunn er den massive bruken av denne formen for energi fortsatt langt unna. Til tross for de langsiktige besparelsene, er den første installasjonen svært kostbar. I prinsippet gjør dette kraftproduksjon svært vanskelig, noe som fører til høye installasjonskostnader.
Hvis du likte denne artikkelen om hva Ion Energy er og ønsker å lære mer om andre interessante emner, kan du sjekke følgende lenker: