7.5: Potentiële energie

Potentiële energie is een opgeslagen vorm van energie die verwijst naar de arbeid die potentieel geleverd kan worden en kan worden omgezet in kinetische energie. Gravitatie-energie is bijvoorbeeld de potentiële energie die wordt aangetroffen in de zwaartekracht. Chemische energie is de potentiële energie die opgeslagen is in moleculen dankzij de bindingen tussen hun atomen. Zwakke verbindingen hebben een hoge potentiële energie, terwijl sterke verbindingen een lage potentiële energie hebben.

Hoge potentiële energie

Energie kan worden opgeslagen in de vorm van chemische bindingen. Sommige bindingen zijn zwak en hebben daarom een hoge potentiële energie. Waterstofbruggen die voorkomen tussen watermoleculen of tussen guanine (G) en cytosine (C) nucleotiden in een dubbele DNA-helix zijn voorbeelden van bindingen met een hoge potentiële energie.

Lage potentiële energie

Sterke bindingen hebben daarentegen minder potentiële energie. NaCl-moleculen bevatten bijvoorbeeld ionische bindingen die gevormd zijn door de elektrostatische aantrekkingskracht van natriumkationen en chloride-anionen. Covalente bindingen zijn ook sterke bindingen die gevormd worden doordat twee moleculen een elektronenpaar delen. Waterstofmoleculen worden bijvoorbeeld gevormd door de covalente binding van twee waterstofatomen.

Suikers als potentiële energie

De energie in voedsel is opgeslagen in de vorm van chemische bindingen tussen atomen. Wanneer dieren suikers binnenkrijgen, worden de zwakke bindingen tussen koolstof en zuurstof en die tussen waterstof en andere koolstofatomen verbroken om koolstofdioxide en water te maken, die veel sterkere chemische bindingen hebben. Bij dit proces komt energie vrij in de vorm van ATP, wat vervolgens gebruikt wordt om biochemische reacties elders in de cel op gang te brengen.