Kemiallisessa reaktiossa lähtöaineet, joita kutsutaan reaktanteiksi, muutetaan tuotteiksi. Vaikka kaikki kemialliset reaktiot edellyttävät alkuenergian syöttöä, jota kutsutaan aktivointienergia, jotkut reaktiot johtavat energian nettovapauteen ympäristöön, ja toiset johtavat energian nettomääräiseen absorbointiin ympäristöstä. Jälkimmäistä tilannetta kutsutaan endergoniseksi reaktioksi.
Reaktioenergia
Kemistit määrittelevät reaktioastiansa "järjestelmäksi" ja kaiken muun maailmankaikkeudessa " "ympäristö." Siksi, kun endergoninen reaktio absorboi energiaa ympäristöstä, energia tulee järjestelmään. Päinvastainen tyyppi on eksergoninen reaktio, jossa energia vapautuu ympäristöön.
Minkä tahansa reaktion ensimmäinen osa vaatii aina energiaa riippumatta reaktiotyypistä. Vaikka puun polttaminen antaa lämpöä ja tapahtuu spontaanisti, kun se on aloitettu, prosessi on aloitettava lisäämällä energiaa. Liekki, jonka lisäät aloittaaksesi puun polttamisen, antaa aktivointienergian.
Aktivointienergia
Kemiallisen yhtälön reagenssipuolelta tuotepuolelle on päästävä aktivointienergiaesteestä. Jokaisella yksittäisellä reaktiolla on ominainen estekoko. Esteen korkeudella ei ole mitään tekemistä sen kanssa, onko reaktio endergoninen vai exergonic; esimerkiksi eksergonisella reaktiolla voi olla erittäin korkea aktivaatioenergian este tai päinvastoin.
Jotkut reaktiot tapahtuvat useissa vaiheissa, ja jokaisella vaiheella on oma aktivointienergiaeste, jonka on voitettava.
Esimerkkejä
Synteettiset reaktiot ovat yleensä endergonisia, ja reaktiot, jotka hajottavat molekyylit, ovat yleensä eksergonisia. Esimerkiksi aminohappojen liittyminen proteiinin muodostamiseksi ja glukoosin muodostuminen hiilidioksidista fotosynteesin aikana ovat molemmat endergonisia reaktioita. Tämä on järkevää, koska isompia rakenteita rakentavat prosessit vaativat todennäköisesti energiaa. Käänteinen reaktio - esimerkiksi glukoosin soluhengitys hiilidioksidiksi ja vedeksi - on eksergoninen prosessi.
Katalyytit
Katalyytit voivat vähentää reaktion aktivointienergiaestettä. He tekevät niin vakauttamalla reagoivan aineen ja tuotemolekyylien välisen välirakenteen, mikä helpottaa muuntamista. Periaatteessa katalyytti antaa reagensseille matalamman energian "tunnelin" läpi kulkevan, mikä helpottaa pääsyä aktivaatioenergian esteen tuotepuolelle. Katalysaattoreita on monenlaisia, mutta tunnetuimpia niistä ovat entsyymit, biologisen maailman katalysaattorit.
Reaktion spontaanisuus
Aktivointienergiaesteestä riippumatta vain eksergoniset reaktiot tapahtuvat spontaanisti, koska ne luovuttavat energiaa. Silti meidän on edelleen rakennettava lihaksia ja korjattava kehomme, jotka ovat molemmat endergonisia prosesseja. Voimme ajaa endergonista prosessia yhdistämällä sen eksergoniseen prosessiin, joka tarjoaa tarpeeksi energiaa vastaamaan reagoivien aineiden ja tuotteiden välistä energiaeroa.