En qué consiste la Energía Iónica: Pro y Contra

La Energía Iónica es una fuente innovadora, que en los últimos años ha demostrado que representa uno de los pilares de muchas investigaciones y proyectos científicos. Si deseas conocer más sobre esta forma de energía que se apoya en el uso de los átomos, así como sus pro y contra, te invitamos a seguir leyendo este artículo.

ENERGÍA IÓNICA

¿Qué es la Energía Iónica?

La energía iónica es la cantidad de energía necesaria para unir las partes de un átomo. Si desea dividir una partícula negativa del átomo, debe administrar una cantidad de energía equivalente a la energía iónica de dicho átomo. Cada electrón tiene una cantidad asociada de energía iónica o ionización, que dependerá del orbital en el que se encuentre. Un orbital es la región del espacio donde es más probable que se encuentre el electrón. En los procesos de ionización, siempre se hace saltar al electrón del orbital más externo, porque es el que tiene la energía iónica más baja.

El método utilizado para medir la energía iónica de un elemento químico es muy básico. Por lo general, se utiliza un tubo de descarga eléctrica, en el que un electrón de movimiento rápido, generado por una corriente eléctrica, choca con un átomo gaseoso del elemento a determinar. Un átomo con un solo electrón en órbita, hidrógeno por ejemplo, necesita una energía iónica de 16,6 electronvoltios, para someterse a un proceso de ionización, es decir, para eliminar el electrón del orbital de menor o menor energía.

Lo que mantiene juntos el núcleo y los electrones de un átomo es la combinación de las interacciones de la carga eléctrica en el núcleo, la configuración electrónica del átomo y su tamaño. Los efectos de estos elementos determinan la cantidad de energía iónica en el átomo. Los niveles de energía en los elementos químicos dependen de su naturaleza, por lo que la dificultad de ionización varía según dónde se encuentre en la tabla periódica. Por ejemplo, es más fácil ionizar un metal alcalino que un gas noble.

Cuantos más electrones pierde un átomo, más energía se necesita para ionizarlo, esto significa que se necesita más energía iónica. El núcleo tiene cargas positivas y cargas neutras, la carga positiva no se ve alterada por procesos de ionización. Dado que el núcleo tiene que permanecer cohesivo, cada vez que eliminamos un electrón, ese núcleo se une con más firmeza para mantener el equilibrio. Si desea definir la energía de ionización en función de esta información, sería esta energía necesaria para separar el número total de moléculas o átomos presentes en un mol.

Además, el mol es la materia contenida en una sustancia dada en el número de moléculas o átomos que corresponden al número de Avogadro. En el hidrógeno, un mol de sus átomos tiene una energía iónica de 1.312 KJ / mol y un peso atómico de 1 gramo. Por tanto, la capacidad de un elemento para reaccionar químicamente está relacionada con su energía iónica. Esta es su capacidad para donar e ionizar electrones. También depende del tipo de elementos formados por estos procesos.

Los usos de la Energía Iónica

Cada vez que el hombre ha logrado manipular formas de energía, abre espacios para su uso en diferentes ámbitos: la industria, la medicina, en definitiva, prácticamente todos los ámbitos de la vida diaria necesitan formas de energía para desarrollarse. La energía iónica es grande en comparación con otras formas de energía y, por lo tanto, de gran interés para investigadores, diseñadores de procesos e industriales. Incluso los desarrollos militares se han beneficiado de tales manipulaciones del átomo. A continuación, mencionaremos algunos de ellos:

Detección de peligro

Los procesos químicos de todo tipo están relacionados con el paso de electrones de una molécula a otra para efectuar la reacción química. El conocimiento de la energía iónica particular, que interactúa en procesos particulares, ha permitido diseñar metodologías capaces de detectar cualquier objeto nocivo. Estas detecciones se llevan a cabo mediante ionización por electropulverización. Después de ionizar las partículas, se pasan por un espectrómetro de masas y dependiendo del ion que aparezca, ya que comprueba si hay la presencia de drogas o explosivos.

Tubos fluorescentes y Televisiones

También se utiliza para la producción de formas de energía electromagnética. Uno de ellos es la luz visible, que no es más que la emisión de electrones, producto del proceso de relajación de los átomos, que se obtiene sumando la cantidad correcta de energía iónica. Este principio se utiliza en tubos fluorescentes. Asimismo, el proceso ocurre en los televisores, estos están hechos con una sustancia que puede emitir un tipo particular de fotón. De igual manera, al dotarle de un nivel de energía adecuado, los electrones comenzarán a liberarse y serán los fotones los que nos permitan ver la imagen.

Dominación del Rayo

El rayo no es más que una gran cantidad de radiación electromagnética, por eso vemos luz cuando ocurre. Cualquier forma de luz está asociada con la emisión de fotones, que aparecen durante el proceso de ionización. En el caso particular de los rayos, las moléculas de aire están ionizadas. Al medir esta energía, se puede predecir la densidad de rayos que pueden incidir en un lugar determinado. Con esta información, puede diseñar y construir algo para atraerlos y evitar que caigan en cualquier lugar, ya que sus altos niveles de energía suelen ser muy destructivos.

ENERGÍA IÓNICA

Esterilizar

Hay una forma de ionizar que es mediante haces de electrones. Tiene alta frecuencia de dosificación y baja potencia inclusive. Para lograr este flujo de electrones se debe utilizar una gran cantidad de energía iónica, lo cual se logra con aceleradores especialmente diseñados para esto. Cuando la pieza o el producto a esterilizar pasan por esta corriente o haz de electrones, se somete a un proceso de absorción de energía, la energía que estos electrones proporcionan por ionización. Al absorber esta energía, se altera la configuración química de la habitación, la capacidad reproductiva y el ADN de los microorganismos presentes.

A pesar de la alteración de las piezas, es menos agresivo que otros métodos de esterilización. En casi todos los demás métodos se reduce la vida útil del elemento, mientras que con este método la modificación no representa un efecto mayor, debido a los cortos tiempos de exposición. Adicionalmente, se puede señalar otra ventaja, la cual es que se pueden esterilizar grandes cantidades de artículos al mismo tiempo, lo que representa uno de los métodos más económicos desde el punto de vista industrial.

Biotecnología

El estudio de la energía iónica ha permitido perfeccionar muchos procesos. El poder medir las energías involucradas en los procesos de emisión o absorción de electrones nos permite determinar en presencia de qué sustancia se trata. Existen métodos que se pueden utilizar para determinar una serie de elementos químicos como las proteínas que se basan en la emisión o absorción de energía iónica en forma de luz visible. Estos procedimientos se utilizan ampliamente tanto en la industria como en la atención médica.

Investigación Espacial

Uno de los usos más interesantes que se le ha dado es la propulsión de barcos. El motor iónico utiliza un chorro de iones para propulsarse. La aceleración de los iones se realiza aprovechando la relación potencia-masa, y de esta forma acelerándolos hasta alcanzar velocidades muy elevadas. Los propulsores de iones producen pulsos muy altos, lo que requiere mucha menos masa de combustible que los cohetes convencionales. Asimismo, las estaciones espaciales aprovechan las energías iónicas para mantener en funcionamiento la mayoría de los sistemas, generan menos residuos, son insonorizadas y generalmente fáciles de usar.

Farmacia

Cabe destacar, que este tipo de fuente de energía, al estar asociada a la radiación electromagnética, puede ofrecer varias aplicaciones en el análisis farmacéutico. La medición de la variación de estas energías en forma de espectro electromagnético, permite determinar la presencia de cualquier sustancia química en la sangre o la cantidad de medicamento metabolizado por una persona. También se utiliza para determinar las concentraciones de fármacos. De hecho, la industria farmacéutica ha encontrado el uso más útil de la energía iónica.

Ventajas de la Energía Iónica

Una de las mayores ventajas de la energía iónica es que es más económica desde el punto de vista financiero. Una vez realizada la inversión inicial para la instalación, los costos disminuyen drásticamente. Desde el punto de vista energético, los procesos realizados con menor consumo energético requieren. Está completamente insonorizado, por lo que no emite ningún tipo de ruido, por lo que es una forma de energía sostenible y ecológica. Es una energía pura creada a partir de átomos y electrones, que no dejan ningún tipo de residuo.

Desventajas de la Energía Iónica

Realmente no es necesario utilizar ninguna otra fuente de energía como parte del proceso para producirla. Esto significa que no hay energía estable que respalde la generación, lo que hace que no sea una fuente de energía confiable. Por esta razón, el uso masivo de esta forma de energía está todavía muy lejos. A pesar de los ahorros a largo plazo, la instalación inicial es muy cara. En principio, esto dificulta mucho la generación de energía, lo que conlleva elevados costes de instalación.

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