Aktiválási energia egy endergonikus reakcióban

Kémiai reakció során a kiindulási anyagokat, az úgynevezett reaktánsokat termékekké alakítják. Míg az összes kémiai reakció kezdeti energiabevitelt igényel, a továbbiakban: aktiválási energia, egyes reakciók nettó energia felszabadulást eredményeznek a környezetbe, mások pedig a környezetből származó energia nettó felszívódását eredményezik. Ez utóbbi helyzetet endergonikus reakciónak nevezzük.

A kémikusok reakcióedényüket a "rendszer" -nek, az univerzumban minden mást pedig a "rendszernek" definiálják "környéke." Ezért, amikor egy endergonikus reakció elnyeli a környezet energiáját, az energiát belép a rendszerbe. Az ellenkező típus egy exergonikus reakció, amelynek során az energia felszabadul a környezetbe.

Bármely reakció első része mindig energiát igényel, függetlenül a reakció típusától. Annak ellenére, hogy a fa égése hőt bocsát ki, és spontán módon bekövetkezik, ha elindul, a folyamatot energia hozzáadásával kell elindítania. A faégetés megkezdéséhez hozzáadott láng biztosítja az aktiválási energiát.

Ahhoz, hogy a kémiai egyenlet reaktáns oldaláról a termék oldalára jusson, felül kell lépnie az aktiválási energia gáton. Minden egyes reakciónak jellegzetes gátmérete van. A gát magasságának semmi köze ahhoz, hogy a reakció endergonikus vagy exergonikus legyen; például egy exergonikus reakciónak nagyon magas lehet az aktivációs energiagátja, vagy fordítva.

Egyes reakciók több lépésben zajlanak le, és minden lépésnek megvan a maga aktiválási energiagátja.

A szintetikus reakciók általában endergonikusak, a molekulákat lebontó reakciók pedig exergonikusak. Például az aminosavak összekapcsolódásának folyamata egy fehérje előállításához, valamint a fotoszintézis során szén-dioxidból képződő glükóz egyaránt endergonikus reakció. Ennek van értelme, mivel a nagyobb struktúrákat felépítő folyamatok valószínűleg energiát igényelnek. A fordított reakció - például a glükóz szén-dioxiddá és vízzé történő sejtlégzése - exergonikus folyamat.

A katalizátorok csökkenthetik a reakció aktivációs energiagátját. Ezt úgy teszik, hogy stabilizálják a reaktáns és a termékmolekulák közötti közbenső szerkezetet, megkönnyítve ezzel az átalakulást. Alapvetően a katalizátor alacsonyabb energiájú "alagutat" ad a reaktánsoknak, hogy áthaladjon, megkönnyítve ezzel az aktiválási energiagát termékoldalához jutást. Sokféle katalizátor létezik, de a legismertebbek közül néhány enzim, a biológiai világ katalizátora.

Az aktivációs energiagáttól függetlenül csak exergonikus reakciók lépnek fel spontán módon, mert energiát adnak ki. Mégis fel kell építenünk az izmokat és meg kell javítanunk a testünket, amelyek mind endergonikus folyamatok. Vezérelhetjük az endergonikus folyamatot egy olyan exergonikus eljárással összekapcsolva, amely elegendő energiát biztosít ahhoz, hogy megfeleljen a reagensek és a termékek közötti energiakülönbségnek.