Conţinut
Într-o reacție chimică, materiile prime, numite reactanți, sunt transformate în produse. În timp ce toate reacțiile chimice necesită o intrare inițială de energie, denumită energie de activare, unele reacții au ca rezultat o eliberare netă de energie în împrejurimi, iar altele duc la o absorbție netă de energie din împrejurimi. Această din urmă situație este numită reacție endergonică.
Energie de reacție
Chimiștii își definesc vasul de reacție drept „sistemul” și orice altceva din univers drept „împrejurimile”. Prin urmare, atunci când o reacție endergonică absoarbe energie din împrejurimi, energia intră în sistem. Tipul opus este o reacție exergonică, în care energia este eliberată în împrejurimi.
Prima parte a oricărei reacții necesită întotdeauna energie, indiferent de tipul de reacție. Chiar dacă arderea lemnului produce căldură și se produce spontan odată ce începe, trebuie să începeți procesul adăugând energie. Flacăra pe care o adăugați pentru a începe arderea lemnului asigură energia de activare.
Energie activatoare
Pentru a trece de la partea reactantă la partea de produs a ecuației chimice, trebuie să depășiți bariera energetică de activare. Fiecare reacție individuală are o dimensiune caracteristică a barierei. Înălțimea barierei nu are nicio legătură cu dacă reacția este endergonică sau exergonică; de exemplu, o reacție exergonică poate avea o barieră energetică de activare foarte ridicată sau invers.
Unele reacții au loc în mai multe etape, fiecare etapă având propria barieră energetică de activare de depășit.
Exemple
Reacțiile sintetice tind să fie endergonice, iar reacțiile care descompun moleculele tind să fie exergonice. De exemplu, procesul de aminoacizi care se alătură pentru a face o proteină și formarea de glucoză din dioxidul de carbon în timpul fotosintezei sunt ambele reacții endergonice. Acest lucru are sens, deoarece procesele care construiesc structuri mai mari sunt susceptibile să necesite energie. Reacția inversă - de exemplu, respirația celulară a glucozei în dioxid de carbon și apă - este un proces exergonic.
catalizatori
Catalizatorii pot reduce bariera energetică de activare a unei reacții. Acestea fac acest lucru prin stabilizarea structurii intermediare care există între cea a moleculelor reactantului și produsului, făcând conversia mai ușoară. Practic, catalizatorul oferă reactanților un „tunel” cu energie mai mică care să treacă, ceea ce face mai ușor să ajungă la partea de produs a barierei energetice de activare. Există multe tipuri de catalizatori, dar unele dintre cele mai cunoscute sunt enzimele, catalizatorii din lumea biologiei.
Spontaneitatea reacției
Indiferent de bariera energetică de activare, numai reacțiile exergonice apar spontan, deoarece acestea dau energie. Cu toate acestea, mai avem nevoie pentru a construi mușchi și repara corpul nostru, care sunt ambele procese endergonice. Putem conduce un proces endergonic prin cuplarea lui cu un proces exergonic care oferă suficientă energie pentru a potrivi diferența de energie dintre reactanți și produse.