Kemisk potentiell energi är energi som lagras i atomer och bindningarna mellan atomer och som kan frigöras genom olika kemiska reaktioner. Ett exempel som de flesta känner till är den energi som frigörs när fossila bränslen som bensin förbränns. I detta fall frigörs bensinens kemiska potentiella energi huvudsakligen som värme. Människokroppen frigör matens potentiella energi att använda som bränsle. Kemisk potentiell energi finns i många föreningar och kemikalier, både naturligt förekommande och konstgjorda.
Bindningarna mellan atomer är källan till all kemisk potentiell energi. Atomer med mycket starka bindningar av jonisk eller kovalent typ har relativt låg potentiell kemisk energi, eftersom det kräver en stor mängd yttre energi helt enkelt för att bryta bindningarna. Svagare bindningar, som de av van der Waal-typen, har mer potentiell kemisk energi, eftersom de kräver relativt lite energi för att bryta.
Energi frigörs när dessa bindningar bildas mellan atomer, och energin i kemiska reaktioner skapas eller förstörs inte. Detta innebär att kemiska reaktioner kan analyseras som matematiska ekvationer. Eftersom en stark bindning kräver en stor mängd energi för att bryta, måste detta betyda att när samma bindning bildas frigörs mycket energi. Enligt samma logik, när en svag bindning bildas, frigörs relativt lite energi.
Till exempel, när två väteatomer binder till en vätgasmolekyl, bildar de en stark bindning. Detta kräver lite extern energi för att åstadkomma. Atomernas kemiska energi frigörs som värme och ljus. För att bryta bindningen mellan de två atomerna måste samma mängd energi som frigjordes när de binds till användas för att bryta bindningen. Denna energi kommer att absorberas av atomerna.
Vi möter mekanismerna för frigörandet av kemisk potentiell energi varje dag. Att bränna gas i våra bilar är bara ett sätt. Sättet som denna energi frigörs är genom kombinationen av syremolekyler med bränslets molekyler. Syremolekylerna och bränslemolekylerna är bundna med relativt svaga bindningar. När bränslet brinner bryts syre- och bränslemolekylerna isär, och återförenas som koldioxid- och vattenmolekyler, som båda bildas med mycket starka bindningar, så en stor mängd energi frigörs. Denna energi omvandlas sedan av motorn till kinetisk energi och används för att flytta fordonet.