ქიმიური რეაქციის დროს საწყისი მასალები, რომელსაც რეაქტივები ეწოდება, გარდაიქმნება პროდუქტებად. მიუხედავად იმისა, რომ ყველა ქიმიური რეაქცია მოითხოვს საწყისი ენერგიის შეყვანას, მოხსენიებულია როგორც აქტივაციის ენერგია, ზოგიერთი რეაქციის შედეგად ხდება ენერგიის წმინდა გათავისუფლება გარემოში, ზოგი კი იწვევს ენერგიის სუფთა შეწოვას გარემოდან. ამ უკანასკნელ სიტუაციას ენდერგონულ რეაქციას უწოდებენ.
რეაქციის ენერგია
ქიმიკოსები განსაზღვრავენ თავიანთ რეაქციულ ჭურჭელს, როგორც "სისტემას" და სამყაროს ყველა დანარჩენს, როგორც "გარემო". ამიტომ, როდესაც ენდერგონული რეაქცია შთანთქავს ენერგიას გარემოდან, ენერგიას სისტემაში შედის. საპირისპირო ტიპია ექსერგონული რეაქცია, რომლის დროსაც ენერგია მიიღება გარემოში.
ნებისმიერი რეაქციის პირველი ნაწილი ყოველთვის მოითხოვს ენერგიას, არ აქვს მნიშვნელობა რეაქციის ტიპს. მიუხედავად იმისა, რომ ხის დაწვა სითბოს იძლევა და სპონტანურად ხდება მისი დაწყებისთანავე, თქვენ უნდა დაიწყოთ პროცესი ენერგიის დამატებით. თქვენ დაწვის დასაწყებად ალი უზრუნველყოფს აქტივაციის ენერგიას.
აქტივაციის ენერგია
რეაქტიული მხრიდან ქიმიური განტოლების პროდუქტის მხარეზე გადასასვლელად, თქვენ უნდა გადალახოთ აქტივაციის ენერგიის ბარიერი. თითოეულ ინდივიდუალურ რეაქციას აქვს დამახასიათებელი ბარიერის ზომა. ბარიერის სიმაღლეს არაფერ შუაშია რეაქცია ენდერგონიკურია თუ ექზერგონული; მაგალითად, ექსერგონულ რეაქციას შეიძლება ჰქონდეს აქტივაციის ძალიან მაღალი ენერგიის ბარიერი, ან პირიქით.
ზოგიერთი რეაქცია მრავალჯერადი ნაბიჯებით მიმდინარეობს, რომელთა გადალახვასაც თითოეულ ნაბიჯს საკუთარი აქტივაციის ენერგეტიკული ბარიერი უწევს.
მაგალითები
სინთეზური რეაქციები ენდერგონიურია, ხოლო რეაქციები, რომლებიც მოლეკულებს ანადგურებს, არის ექსერგონული. მაგალითად, ამინომჟავების შეერთების პროცესი ცილის წარმოქმნისთვის და ნახშირორჟანგისგან გლუკოზის წარმოქმნა ფოტოსინთეზის დროს ორივე ენდერგონული რეაქციაა. ამას აზრი აქვს, რადგან პროცესები, რომლებიც უფრო დიდ სტრუქტურებს აშენებენ, სავარაუდოდ, ენერგიას მოითხოვს. საპირისპირო რეაქცია - მაგალითად, გლუკოზის უჯრედული სუნთქვა ნახშირორჟანგად და წყალში - არის ექსერგონული პროცესია.
კატალიზატორები
კატალიზატორებს შეუძლიათ შეამცირონ რეაქციის აქტივაციის ენერგიის ბარიერი. ისინი ამას ახდენენ შუალედური სტრუქტურის სტაბილიზაციით, რომელიც რეაქტიულსა და პროდუქტის მოლეკულებს შორის არსებობს, რაც ამარტივებს კონვერტაციას. ძირითადად, კატალიზატორი რეაქტორებს აძლევს უფრო დაბალი ენერგიის "გვირაბს" გასავლელად, რაც აადვილებს აქტივაციის ენერგიის ბარიერის პროდუქტის მხარეს მოხვედრას. არსებობს მრავალი სახის კატალიზატორი, მაგრამ ზოგიერთი მათგანი ყველაზე ცნობილია ფერმენტები, ბიოლოგიის სამყაროს კატალიზატორი.
რეაქციის სპონტანურობა
გააქტიურების ენერგეტიკული ბარიერის მიუხედავად, მხოლოდ ექსერგონული რეაქციები ხდება სპონტანურად, რადგან ისინი ენერგიას გასცემენ. ამის მიუხედავად, ჩვენ ჯერ კიდევ გვჭირდება კუნთების აშენება და სხეულების გამოსწორება, რაც ორივე ენდერგონული პროცესია. ჩვენ შეგვიძლია ენდერგონული პროცესის წარმართვა, მისი ექსერგონული პროცესის დაწყვილებით, რომელიც უზრუნველყოფს საკმარის ენერგიას, რომ შეესაბამებოდეს რეაქტორებსა და პროდუქტებს შორის ენერგიის სხვაობას.