Energie de activare într-o reacție endergonică

Într-o reacție chimică, materiile prime, numite reactanți, sunt transformate în produse. În timp ce toate reacțiile chimice necesită o intrare inițială de energie, denumită energie activatoare, unele reacții duc la o eliberare netă de energie în împrejurimi, iar altele duc la o absorbție netă de energie din împrejurimi. Această din urmă situație se numește reacție endergonică.

Chimiștii își definesc vasul de reacție ca „sistem” și orice altceva din univers ca fiind "împrejurimi." Prin urmare, atunci când o reacție endergonică absoarbe energia din împrejurimi, energia intră în sistem. Tipul opus este o reacție exergonică, în care energia este eliberată în împrejurimi.

Prima parte a oricărei reacții necesită întotdeauna energie, indiferent de tipul de reacție. Chiar dacă arderea lemnului degajă căldură și apare spontan odată ce începe, trebuie să începeți procesul adăugând energie. Flacăra pe care o adăugați pentru a începe arderea lemnului oferă energie de activare.

Pentru a ajunge de la partea reactantă la partea de produs a ecuației chimice, trebuie să depășiți bariera energiei de activare. Fiecare reacție individuală are o dimensiune caracteristică a barierei. Înălțimea barierei nu are nicio legătură cu faptul că reacția este endergonică sau exergonică; de exemplu, o reacție exergonică poate avea o barieră energetică de activare foarte mare sau invers.

Unele reacții au loc în mai mulți pași, fiecare pas având propria sa barieră de energie de activare de depășit.

Reacțiile sintetice tind să fie endergonice, iar reacțiile care descompun moleculele tind să fie exergonice. De exemplu, procesul de aminoacizi care se unesc pentru a produce o proteină și formarea glucozei din dioxidul de carbon în timpul fotosintezei sunt ambele reacții endergonice. Acest lucru are sens, deoarece procesele care construiesc structuri mai mari sunt susceptibile de a necesita energie. Reacția inversă - de exemplu, respirația celulară a glucozei în dioxid de carbon și apă - este un proces exergonic.

Catalizatorii pot reduce bariera energiei de activare a unei reacții. Acestea fac acest lucru prin stabilizarea structurii intermediare care există între cea a reactantului și a moleculelor produsului, facilitând conversia. Practic, catalizatorul oferă reactanților un „tunel” cu energie mai mică pentru a trece, ceea ce face mai ușor accesul la partea de produs a barierei energetice de activare. Există multe tipuri de catalizatori, dar unele dintre cele mai cunoscute sunt enzimele, catalizatorii din lumea biologiei.

Indiferent de bariera energetică de activare, numai reacțiile exergonice apar spontan, deoarece degajă energie. Totuși, trebuie totuși să construim mușchi și să ne reparăm corpurile, care sunt ambele procese endergonice. Putem conduce un proces endergonic cuplându-l cu un proces exergonic care furnizează suficientă energie pentru a se potrivi diferenței de energie dintre reactanți și produse.