Activeringsenergie in een endergonische reactie

Bij een chemische reactie worden de uitgangsstoffen, reactanten genoemd, omgezet in producten. Terwijl alle chemische reacties een initiële energie-input vereisen, ook wel de activeringsenergie, sommige reacties resulteren in een netto afgifte van energie in de omgeving, en andere resulteren in een netto absorptie van energie uit de omgeving. De laatste situatie wordt een endergonische reactie genoemd.

Chemici definiëren hun reactievat als het 'systeem' en al het andere in het universum als het... "omgeving." Daarom, wanneer een endergonische reactie energie uit de omgeving absorbeert, zal de energie komt het systeem binnen. Het tegenovergestelde type is een exergonische reactie, waarbij energie vrijkomt in de omgeving.

Het eerste deel van een reactie vereist altijd energie, ongeacht het reactietype. Hoewel het verbranden van hout warmte afgeeft en spontaan optreedt als het eenmaal is gestart, moet je het proces wel starten door energie toe te voegen. De vlam die je toevoegt om de houtverbranding te starten, zorgt voor de activeringsenergie.

Om van de reactantenkant naar de productkant van de chemische vergelijking te komen, moet je de activeringsenergiebarrière overwinnen. Elke individuele reactie heeft een karakteristieke barrièregrootte. De hoogte van de barrière heeft niets te maken met het feit of de reactie energoon of exergoon is; een exergonische reactie kan bijvoorbeeld een zeer hoge activeringsenergiebarrière hebben, of omgekeerd.

Sommige reacties vinden plaats in meerdere stappen, waarbij elke stap zijn eigen activeringsenergiebarrière heeft die moet worden overwonnen.

Synthetische reacties zijn meestal endergonisch en reacties die moleculen afbreken, zijn meestal exergoon. Bijvoorbeeld, het proces van het samenvoegen van aminozuren om een ​​eiwit te maken, en de vorming van glucose uit koolstofdioxide tijdens fotosynthese zijn beide endergonische reacties. Dit is logisch, omdat processen die grotere structuren bouwen waarschijnlijk energie vergen. De omgekeerde reactie - bijvoorbeeld cellulaire ademhaling van glucose in koolstofdioxide en water - is een exergoon proces.

Katalysatoren kunnen de activeringsenergiebarrière van een reactie verminderen. Ze doen dit door de tussenstructuur die bestaat tussen die van de reactant en productmoleculen te stabiliseren, waardoor de conversie gemakkelijker wordt. Kortom, de katalysator geeft de reactanten een "tunnel" met een lagere energie om door te gaan, waardoor het gemakkelijker wordt om de productzijde van de activeringsenergiebarrière te bereiken. Er zijn veel soorten katalysatoren, maar enkele van de bekendste zijn enzymen, katalysatoren van de biologiewereld.

Ongeacht de activeringsenergiebarrière treden alleen exergonische reacties spontaan op, omdat ze energie afgeven. Toch moeten we nog steeds spieren opbouwen en ons lichaam repareren, wat beide endergonische processen zijn. We kunnen een endergisch proces aansturen door het te koppelen aan een exergoon proces dat voldoende energie levert om het verschil in energie tussen reactanten en producten te evenaren.