Tartalom
Kémiai reakcióban a kiindulási anyagokat, úgynevezett reagenseket, termékekké alakítják. Míg az összes kémiai reakcióhoz kiindulási energiabevitelre van szükség, amelyet aktiválási energiának neveznek, egyes reakciók az energia nettó kibocsátását eredményezik a környezetbe, mások pedig a környezet nettó energiaelnyelését eredményezik. Az utóbbi helyzetet endergonikus reakciónak nevezik.
Reakciós energia
A vegyészek a reakcióedényüket "rendszerként", az univerzumban pedig minden másként "környezetként" definiálják. Ezért, amikor egy endergonikus reakció elnyeli a környezet energiáját, az energia belép a rendszerbe. Az ellenkező típus egy exergonikus reakció, amelynek során az energia szabadul fel a környezetbe.
Bármely reakció első része mindig energiát igényel, függetlenül a reakció típusától. Annak ellenére, hogy a fa égetése hőt bocsát ki, és az induláskor spontán módon megtörténik, meg kell kezdenie a folyamatot energia hozzáadásával. A láng, amelyet hozzáad a faégetés elindításához, biztosítja az aktiválási energiát.
Aktiválási energia
Ahhoz, hogy a reaktáns oldaláról a kémiai egyenlet termékoldalára juthasson, meg kell küzdenie az aktiválási energia gátat. Minden egyes reakciónak jellegzetes gátmérete van. A gát magassága semmi köze ahhoz, hogy a reakció endergonikus vagy exergonic; például egy exergonikus reakciónak nagyon magas aktiválási energiagátja lehet, vagy fordítva.
Egyes reakciók több lépésben zajlanak, mindegyik lépésnek megvan a maga aktiválási energiájának gátja, amelyet meg kell küzdeni.
Példák
A szintetikus reakciók endergonikusak, a molekulákat lebontó reakciók pedig exergonikusak. Például az aminosavak egyesülésének folyamata fehérje előállításához, valamint a glükóz képződése a szén-dioxidból a fotoszintézis során egyaránt endergonikus reakció. Ennek értelme van, mivel a nagyobb struktúrákat felépítő folyamatoknak valószínűleg energiára van szükségük. A fordított reakció - például a glükóz sejtes légzése szén-dioxiddá és vízré - exergonikus folyamat.
katalizátorok
A katalizátorok csökkenthetik a reakció aktivációs energiagátját. Ez úgy történik, hogy stabilizálja a közbenső szerkezetet, amely a reagens és a termékmolekulák között létezik, megkönnyítve az átalakulást. Alapvetõen a katalizátor alacsonyabb energiájú „alagútot” biztosít a reagensek számára az áthaladáshoz, megkönnyítve az aktiválási energiagát termékoldalára jutást. Számos típusú katalizátor létezik, de a legismertebbek közül néhány az enzimek, a biológiai világ katalizátorai.
Reakció spontaneitás
Az aktiválási energia gátjától függetlenül csak exergonikus reakciók lépnek fel spontán módon, mivel energiát bocsátanak ki. Ennek ellenére izomzatot kell felépítenünk és testünket javítanunk kell, amelyek egyaránt endergonikus folyamatok. Az endergonikus folyamatot úgy hajthatjuk végre, hogy összekapcsoljuk azt egy exergonikus folyamattal, amely elegendő energiát szolgáltat a reagensek és a termékek közötti energiakülönbséghez.