Ķīmiskajā reakcijā izejvielas, ko sauc par reaģentiem, pārvērš produktos. Kaut arī visām ķīmiskajām reakcijām nepieciešama sākotnēja enerģijas ievadīšana, saukta par aktivācijas enerģija, dažu reakciju rezultātā neto izdalās apkārtējā vidē, bet citu rezultātā neto absorbē apkārtējā enerģija. Pēdējo situāciju sauc par endergonisku reakciju.
Reakcijas enerģija
Ķīmiķi definē savu reakcijas trauku kā "sistēmu" un visu pārējo Visumā kā "vide." Tāpēc, kad endergoniska reakcija absorbē enerģiju no apkārtnes, enerģija ienāk sistēmā. Pretējs veids ir eksergoniska reakcija, kurā enerģija nonāk apkārtējā vidē.
Jebkuras reakcijas pirmā daļa vienmēr prasa enerģiju, neatkarīgi no reakcijas veida. Kaut arī koksnes dedzināšana izdala siltumu un spontāni notiek, kad tā tiek sākta, process jāsāk ar enerģijas pievienošanu. Liesma, ko pievienojat koksnes dedzināšanai, nodrošina aktivācijas enerģiju.
Aktivizācijas enerģija
Lai nokļūtu no reaģenta puses līdz ķīmiskā vienādojuma produkta pusei, jums jāpārvar aktivācijas enerģijas barjera. Katrai atsevišķai reakcijai ir raksturīgs barjeras lielums. Barjeras augstumam nav nekāda sakara ar to, vai reakcija ir endergoniska vai eksergoniska; piemēram, eksergoniskai reakcijai var būt ļoti augsta aktivācijas enerģijas barjera vai otrādi.
Dažas reakcijas notiek vairākos posmos, un katram no tiem ir savs aktivizācijas enerģijas šķērslis, kuru jāpārvar.
Piemēri
Sintētiskās reakcijas mēdz būt endergoniskas, un reakcijas, kas noārda molekulas, parasti ir eksergoniskas. Piemēram, aminoskābju pievienošanās olbaltumvielu iegūšanai un glikozes veidošanās no oglekļa dioksīda fotosintēzes laikā ir gan endergoniskas reakcijas. Tam ir jēga, jo procesiem, kas veido lielākas struktūras, visticamāk, būs vajadzīga enerģija. Reversā reakcija - piemēram, glikozes elpošana šūnā oglekļa dioksīdā un ūdenī - ir eksergonisks process.
Katalizatori
Katalizatori var samazināt reakcijas aktivācijas enerģijas barjeru. Viņi to dara, stabilizējot starpreaktīvu, kas pastāv starp reaģenta un produkta molekulām, padarot konversiju vieglāku. Būtībā katalizators dod reaģentiem caurlaidei zemākas enerģijas "tuneli", kas atvieglo nokļūšanu aktivācijas enerģijas barjeras produkta pusē. Katalizatoru ir daudz veidu, taču daži no pazīstamākajiem ir fermenti, bioloģijas pasaules katalizatori.
Reakcijas spontanitāte
Neatkarīgi no aktivācijas enerģijas barjeras, spontāni notiek tikai eksergoniskas reakcijas, jo tās izdala enerģiju. Tomēr mums joprojām ir jāveido muskuļi un jālabo ķermenis, kas abi ir endergoniski procesi. Mēs varam vadīt endergonisku procesu, savienojot to ar eksergonisku procesu, kas nodrošina pietiekami daudz enerģijas, lai saskaņotu enerģijas starpību starp reaģentiem un produktiem.
