Dalam reaksi kimia, bahan awal, yang disebut reaktan, diubah menjadi produk. Sementara semua reaksi kimia memerlukan masukan energi awal, disebut sebagai energi aktivasi, beberapa reaksi menghasilkan pelepasan energi bersih ke lingkungan, dan reaksi lainnya menghasilkan penyerapan energi bersih dari lingkungan. Situasi terakhir disebut reaksi endergonik.
Energi Reaksi
Ahli kimia mendefinisikan bejana reaksi mereka sebagai "sistem" dan segala sesuatu yang lain di alam semesta sebagai "lingkungan." Oleh karena itu, ketika reaksi endergonik menyerap energi dari lingkungan, energi memasuki sistem. Jenis yang berlawanan adalah reaksi eksergonik, di mana energi dilepaskan ke lingkungan.
Bagian pertama dari setiap reaksi selalu membutuhkan energi, apa pun jenis reaksinya. Meskipun kayu yang terbakar mengeluarkan panas dan terjadi secara spontan setelah dimulai, Anda harus memulai prosesnya dengan menambahkan energi. Nyala api yang Anda tambahkan untuk memulai pembakaran kayu menyediakan energi aktivasi.
Energi Aktivasi
Untuk berpindah dari sisi reaktan ke sisi produk dari persamaan kimia, Anda harus mengatasi penghalang energi aktivasi. Setiap reaksi individu memiliki ukuran penghalang yang khas. Ketinggian penghalang tidak ada hubungannya dengan apakah reaksinya endergonik atau eksergonik; misalnya, reaksi eksergonik mungkin memiliki penghalang energi aktivasi yang sangat tinggi, atau sebaliknya.
Beberapa reaksi berlangsung dalam beberapa langkah, dengan setiap langkah memiliki penghalang energi aktivasi sendiri untuk diatasi.
Contoh
Reaksi sintetik cenderung endergonik, dan reaksi yang memecah molekul cenderung eksergonik. Misalnya, proses penggabungan asam amino untuk membuat protein, dan pembentukan glukosa dari karbon dioksida selama fotosintesis, keduanya merupakan reaksi endergonik. Ini masuk akal, karena proses yang membangun struktur yang lebih besar cenderung membutuhkan energi. Reaksi sebaliknya - misalnya, respirasi seluler glukosa menjadi karbon dioksida dan air - adalah proses eksergonik.
Katalis
Katalis dapat mengurangi hambatan energi aktivasi suatu reaksi. Mereka melakukannya dengan menstabilkan struktur antara yang ada antara molekul reaktan dan produk, membuat konversi lebih mudah. Pada dasarnya, katalis memberikan reaktan sebuah "terowongan" energi yang lebih rendah untuk dilewati, membuatnya lebih mudah untuk sampai ke sisi produk dari penghalang energi aktivasi. Ada banyak jenis katalis, tetapi beberapa yang paling terkenal adalah enzim, katalis dunia biologi.
Spontanitas Reaksi
Terlepas dari penghalang energi aktivasi, hanya reaksi eksergonik yang terjadi secara spontan, karena mereka melepaskan energi. Namun, kita masih perlu membangun otot dan memperbaiki tubuh kita, yang keduanya merupakan proses endergonik. Kita dapat mendorong proses endergonik dengan menggabungkannya dengan proses eksergonik yang menyediakan energi yang cukup untuk menyesuaikan perbedaan energi antara reaktan dan produk.