En una reacción química, los materiales de partida, llamados reactivos, se convierten en productos. Si bien todas las reacciones químicas requieren una entrada de energía inicial, conocida como energía de activación, algunas reacciones dan como resultado una liberación neta de energía en el entorno, y otras dan como resultado una absorción neta de energía del entorno. Esta última situación se denomina reacción endergónica.
Energía de reacción
Los químicos definen su recipiente de reacción como el "sistema" y todo lo demás en el universo como el "alrededores." Por lo tanto, cuando una reacción endergónica absorbe energía del entorno, la energía entra en el sistema. El tipo opuesto es una reacción exergónica, en la que se libera energía al entorno.
La primera parte de cualquier reacción siempre requiere energía, sin importar el tipo de reacción. A pesar de que la quema de madera emite calor y ocurre espontáneamente una vez que comienza, debe comenzar el proceso agregando energía. La llama que agrega para iniciar la quema de madera proporciona la energía de activación.
Energía de activación
Para pasar del lado del reactivo al lado del producto de la ecuación química, debe superar la barrera de energía de activación. Cada reacción individual tiene un tamaño de barrera característico. La altura de la barrera no tiene nada que ver con si la reacción es endergónica o exergónica; por ejemplo, una reacción exergónica puede tener una barrera de energía de activación muy alta, o viceversa.
Algunas reacciones tienen lugar en varios pasos, y cada paso tiene su propia barrera de energía de activación que superar.
Ejemplos de
Las reacciones sintéticas tienden a ser endergónicas y las reacciones que descomponen las moléculas tienden a ser exergónicas. Por ejemplo, el proceso de unión de aminoácidos para formar una proteína y la formación de glucosa a partir del dióxido de carbono durante la fotosíntesis son reacciones endergónicas. Esto tiene sentido, ya que es probable que los procesos que construyen estructuras más grandes requieran energía. La reacción inversa, por ejemplo, la respiración celular de glucosa en dióxido de carbono y agua, es un proceso exergónico.
Catalizadores
Los catalizadores pueden reducir la barrera de energía de activación de una reacción. Lo hacen estabilizando la estructura intermedia que existe entre la del reactivo y las moléculas del producto, lo que facilita la conversión. Básicamente, el catalizador proporciona a los reactivos un "túnel" de menor energía para pasar, lo que facilita el acceso al lado del producto de la barrera de energía de activación. Hay muchos tipos de catalizadores, pero algunos de los más conocidos son las enzimas, catalizadores del mundo de la biología.
Espontaneidad de reacción
Independientemente de la barrera de energía de activación, solo las reacciones exergónicas ocurren espontáneamente, porque emiten energía. Sin embargo, todavía necesitamos desarrollar músculo y reparar nuestros cuerpos, que son procesos endergónicos. Podemos impulsar un proceso endergónico acoplándolo con un proceso exergónico que proporciona suficiente energía para igualar la diferencia de energía entre los reactivos y los productos.