ในปฏิกิริยาเคมี สารตั้งต้นที่เรียกว่าสารตั้งต้นจะถูกแปลงเป็นผลิตภัณฑ์ ในขณะที่ปฏิกิริยาเคมีทั้งหมดต้องการพลังงานเริ่มต้น เรียกว่า พลังงานกระตุ้นปฏิกิริยาบางอย่างส่งผลให้เกิดการปล่อยพลังงานสุทธิออกสู่สิ่งแวดล้อม และปฏิกิริยาอื่นๆ ส่งผลให้เกิดการดูดซับพลังงานสุทธิจากสภาพแวดล้อม สถานการณ์หลังนี้เรียกว่าปฏิกิริยาเอนเดอร์โกนิก
พลังงานปฏิกิริยา
นักเคมีกำหนดถังปฏิกิริยาของพวกเขาว่าเป็น "ระบบ" และทุกสิ่งทุกอย่างในจักรวาลเป็น "สภาพแวดล้อม" ดังนั้น เมื่อปฏิกิริยาเอนเดอร์โกนิกดูดซับพลังงานจากสิ่งแวดล้อม พลังงาน เข้าสู่ระบบ ประเภทตรงข้ามคือปฏิกิริยา exergonic ซึ่งพลังงานจะถูกปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อม
ส่วนแรกของปฏิกิริยาใดๆ ต้องใช้พลังงานเสมอ ไม่ว่าปฏิกิริยาจะเป็นประเภทใด แม้ว่าการเผาไม้จะทำให้เกิดความร้อนและเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติเมื่อเริ่มต้นใช้งาน คุณต้องเริ่มกระบวนการด้วยการเพิ่มพลังงาน เปลวไฟที่คุณเพิ่มเพื่อเริ่มการเผาไม้จะให้พลังงานกระตุ้น
พลังงานกระตุ้น
เพื่อให้ได้จากด้านตัวทำปฏิกิริยาไปยังด้านผลิตภัณฑ์ของสมการเคมี คุณต้องเอาชนะอุปสรรคพลังงานกระตุ้น ปฏิกิริยาแต่ละอย่างจะมีขนาดของสิ่งกีดขวางที่มีลักษณะเฉพาะ ความสูงของสิ่งกีดขวางไม่สัมพันธ์กับปฏิกิริยาที่เอนเดอร์โกนิกหรือเอ็กเซอร์โกนิก ตัวอย่างเช่น ปฏิกิริยา exergonic อาจมีอุปสรรคพลังงานกระตุ้นสูงมาก หรือในทางกลับกัน
ปฏิกิริยาบางอย่างเกิดขึ้นในหลายขั้นตอน โดยแต่ละขั้นตอนจะมีอุปสรรคด้านพลังงานกระตุ้นของตัวเองเพื่อเอาชนะ
ตัวอย่าง
ปฏิกิริยาสังเคราะห์มีแนวโน้มที่จะเกิดเอนเดอร์โกนิก และปฏิกิริยาที่ทำลายโมเลกุลลงมีแนวโน้มที่จะเกิดปฏิกิริยารุนแรง ตัวอย่างเช่น กระบวนการของกรดอะมิโนที่รวมตัวกันเพื่อสร้างโปรตีน และการก่อตัวของกลูโคสจากคาร์บอนไดออกไซด์ในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสงต่างก็เป็นปฏิกิริยาเอนเดอร์โกนิก สิ่งนี้สมเหตุสมผลเนื่องจากกระบวนการที่สร้างโครงสร้างที่ใหญ่ขึ้นมักต้องการพลังงาน ปฏิกิริยาย้อนกลับ เช่น การหายใจระดับเซลล์ของกลูโคสให้กลายเป็นคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ เป็นกระบวนการที่เกิดจากแรงขับออก
ตัวเร่งปฏิกิริยา
ตัวเร่งปฏิกิริยาสามารถลดอุปสรรคพลังงานกระตุ้นของปฏิกิริยาได้ พวกมันทำได้โดยทำให้โครงสร้างกลางคงที่ซึ่งอยู่ระหว่างโครงสร้างของตัวทำปฏิกิริยากับโมเลกุลของผลิตภัณฑ์ ทำให้การแปลงง่ายขึ้น โดยพื้นฐานแล้ว ตัวเร่งปฏิกิริยาทำให้สารตั้งต้นมี "อุโมงค์" พลังงานต่ำที่จะผ่านเข้าไปได้ ทำให้เข้าถึงด้านผลิตภัณฑ์ของแผงกั้นพลังงานกระตุ้นได้ง่ายขึ้น ตัวเร่งปฏิกิริยามีหลายประเภท แต่ตัวเร่งปฏิกิริยาบางชนิดที่รู้จักกันดีคือเอนไซม์ ตัวเร่งปฏิกิริยาของโลกชีววิทยา
ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นเอง
โดยไม่คำนึงถึงสิ่งกีดขวางพลังงานกระตุ้น ปฏิกิริยา exergonic เท่านั้นที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ เพราะมันปล่อยพลังงาน แต่เรายังต้องสร้างกล้ามเนื้อและซ่อมแซมร่างกายของเรา ซึ่งเป็นทั้งกระบวนการที่ฝังรากลึก เราสามารถขับเคลื่อนกระบวนการ endergonic ได้โดยการเชื่อมต่อกับกระบวนการ exergonic ที่ให้พลังงานเพียงพอที่จะจับคู่ความแตกต่างของพลังงานระหว่างสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์