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Tipos de Energia

Todo sobre la Energía de Ionización

Energía de Ionización

Términos como el de energía de ionización, también llamada energía iónica o potencial de ionización, pueden resultarnos bastante confusos si no son objeto de una cierta clarificación, al tratarse de un tipo de energía un tanto abstracta.

Se trata de una energía renovable, pero no es la única. Puedes tener más información sobre la eólica, otra de las renovables. Como también lo es la clase potencial, la energía producida por las corrientes de agua o la luminosa. De esta última obtén más información en esta web.

Este texto pretende abordar cuestiones esenciales  como el modo en  que la empleamos, las aplicaciones prácticas que de ella se obtienen  y la forma en la que ha cambiado nuestras vidas.

Qué es la energía de ionización

  • La energía iónica es la cantidad de energía que se requiere para eliminar un electrón de un átomo o de una molécula aislada. Aunque realmente la energía que se produce en el interior de los átomos es la nuclear. Lee más sobre ella en este link.
  • Existe una energía de este tipo para cada electrón sucesivo que se elimine; sin embargo, la energía iónica que se asocia con la eliminación del primer electrón (la que se retiene más débilmente) es la más utilizada
  • La energía iónica de un elemento químico, que se expresa en julios (o electrón voltios) se suele medir en un tubo de descarga eléctrica en el que un electrón de movimiento rápido generado por una corriente eléctrica termina colisionando con un átomo gaseoso del elemento, causando uno de sus electrones su eyección. Sin embargo, si hablamos de energía producida realmente por el movimiento estaríamos hablando de energía cinética o del modelo mecánico. Si te interesa saber todo sobre la cinética puedes hacerlo en esta web.
  • Para un átomo de hidrógeno, cuya composición es de un electrón en órbita unido a un núcleo de un protón, se precisa una energía de ionización de 2,18x 10-18 julios (13,6 electronvoltios) de modo que se pueda forzar al electrón desde su nivel de energía más bajo por completo fuera del átomo. Otra de las fuentes de energía que se miden en Julios es la térmica, conoce qué es aquí.

Energía iónica de los elementos

  • La magnitud de la energía iónica de un elemento va a depender de los efectos combinados de la carga eléctrica del núcleo, del radio atómico y de la estructura electrónica de la última capa. La energía eléctrica es la que se encarga de producir energía mediante cargas eléctricas o cargas de electrones. Todo sobre el modelo eléctrico.
  • Entre los elementos químicos de cualquier período, es más difícil la eliminación de un electrón para los gases nobles y más fácil para los gases alcalinos
  • La energía de ionización que se requiere para eliminar electrones aumenta de manera progresiva según el átomo va perdiendo electrones, debido a que la carga positiva en el núcleo del átomo no varía
  • Por esta razón, cada vez que se extrae un electrón, el resto se mantiene con mayor firmeza
  • La energía iónica se informa con frecuencia como la cantidad de energía (expresada en julios) que se necesita para ionizar el número de moléculas o átomos que están presentes en un mol
  • Un mol es la cantidad en gamos de una sustancia dada a nivel numérico igual a su peso molecular o atómico
  • Una mole de átomos de hidrógeno tendrá un peso atómico de 1.00 gramos, mientras que la energía iónica será de 1.312 kilojulios por mol de hidrógeno
  • La segunda ionización sería la que se precisa para extraer un electrón de un ion con carga uno
  • La tercera ionización sería la que se precisa para extraer un electrón de un ion con carga dos y así sucesivamente

Tabla de energía iónica

Tabla de Ionización

Usos de la energía iónica

Aunque ya hemos mencionado que  se trata de un concepto bastante abstracto para las personas que no son especialistas en física o en química, podemos afirmar que esta energía cuenta con ciertos usos entre los que queremos destacar los siguientes:

  • La detección de amenazas. Diversos estudios relacionados con esta energía han permitido el desarrollo de métodos que a su vez sirven para detectar cualquier tipo de amenaza que tenga que ver con drogas o explosiones
  • Control de rayos. Aparte de la potencia que se logra con la ionización, también se consigue el control de la energía o fuerza que liberan los rayos durante una tormenta, de manera que su intensidad puede reducirse gracias a específicos aparatos que usan tal ionización y que se encuentran en actual desarrollo
  • Televisores y tubos fluorescentes. También es sabido que el proceso de ionización sirve para el buen funcionamiento de los tubos fluorescentes, además de para que los televisores de plasma se puedan encender
  • Biotecnología. En este campo, la energía iónica se puede aplicar en lo referente al análisis de péptidos, proteínas y oligonucleótidos
  • Esterilización. Esta energía permite igualmente esterilizar un instrumento, de modo que todos los microorganismos que se encuentren en un específico lugar desaparezcan mediante un proceso que además está relacionado con la radiación
  • Análisis farmacéuticos. En el campo del análisis de farmacia puede utilizarse esta energía para descubrir drogas, controlar el metabolismo de los fármacos y para química combinatoria

Ventajas y desventajas de la energía de ionización

Entre las principales ventajas de la energía de los iones se encuentra el que se trate de una energía que:

  • Para ser generada requiere de electrones y átomos, no siendo necesario que los tome de la electricidad. Así podría llegar a tratarse de una energía limpia si se tiene en cuenta que se podría crear a partir de electrones y átomos que se tomen de la energía del sol(a través de los paneles solares). Esta se considera una de sus grandes ventajas. Baste con pensar que recientes misiones espaciales, han usado un sistema de motores iónico (del mismo estilo de los que se utilizan en los secadores de pelo, aunque lógicamente más evolucionados) y que los mismos se han generado con paneles fotovoltaicos, lo que se traduce en que para su creación tan solo necesitan la energía procedente del Sol
  • Puede suponer un ahorro en gasto de combustible. Si volvemos al tema de los motores de ionización, podemos constatar que liberan energía que reduce en gran medida el consumo de combustible, de forma que quizás pudieran tener algún tipo de futura aplicación en nuestras vidas

Entre las principales desventajas de la energía de los iones se encuentran:

  • La ausencia de una energía estable en relación con la misma hace que no sea una energía fiable del todo, de forma que no nos podemos quedar con la idea de que a la larga vaya a poder aplicarse en usos cotidianos
  • Su alto costo. Esta energía en principio parece que sería bastante costosa de generar, con los numerosos inconvenientes que tal circunstancia acarrea. Otras de las energías que más dinero cuesta generar es la química, al igual que pasa con esta. Puedes hacer click aquí para conocer todo de la energía química.

Por lo demás, tampoco es posible a día de hoy extendernos en más ventajas o desventajas respecto de la energía iónica debido a que todavía es un tipo de energía por descubrir en cuanto  a usos reales y funciones más específicas.

Potencial de ionización ejemplos

Potencial de Ionización Ejemplos

Energía iónica para niños

La preservación del planeta ha de ser considerada como un objetivo clave tanto para los que somos adultos hoy como para los que lo serán mañana. De ahí la importancia de involucrar a los niños en cuantas iniciativas estén a su alcance con el fin de que entiendan la relevancia que tal cuestión entraña.

La concienciación desde su más tierna edad de la importancia de contrarrestar el daño producido a la Tierra resulta fundamental para potenciar en ellos una actitud activa y comprometida con la sostenibilidad del planeta, algo que sin duda terminará influyendo en su calidad de vida y en la de las siguientes generaciones.

Es por ello que cuanto antes sepan distinguir los tipos de energía, y de entre ellas las más interesantes a nivel ecológico, más preparados se van a encontrar para plantar cara a una situación a todas luces problemática.

Adaptar las explicaciones a su nivel les ayudará a entender nociones sobre energía que de otro modo pudieran resultarles demasiado complejas, entre las que tampoco deben faltar las de otras energías, como la iónica, cuyo funcionamiento es algo más abstracto.

Si quieres saber más, lee estos posts:

Vídeo sobre la energía iónica:

Fuentes y Referencias

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