Bir kimyasal reaksiyonda, reaktanlar adı verilen başlangıç malzemeleri ürünlere dönüştürülür. Tüm kimyasal reaksiyonlar bir başlangıç enerji girdisi gerektirse de, aktivasyon enerjisi, bazı reaksiyonlar çevreye net bir enerji salınımı ile sonuçlanır ve diğerleri çevreden net bir enerji absorpsiyonu ile sonuçlanır. İkinci duruma endergonik reaksiyon denir.
Reaksiyon Enerjisi
Kimyacılar, tepkime kabını "sistem" ve evrendeki diğer her şeyi "sistem" olarak tanımlarlar. "çevre." Bu nedenle, bir endergonik reaksiyon çevreden enerji emdiğinde, enerji sisteme girer. Zıt tip, enerjinin çevreye salındığı ekzergonik bir reaksiyondur.
Herhangi bir reaksiyonun ilk kısmı, reaksiyon türü ne olursa olsun her zaman enerji gerektirir. Yanan odun ısı verir ve bir kez başladığında kendiliğinden oluşursa da, süreci enerji ekleyerek başlatmanız gerekir. Odun yakmaya başlamak için eklediğiniz alev aktivasyon enerjisini sağlar.
Aktivasyon Enerjisi
Kimyasal denklemin reaktan tarafından ürün tarafına geçmek için aktivasyon enerjisi bariyerini aşmanız gerekir. Her bir bireysel reaksiyon, karakteristik bir bariyer boyutuna sahiptir. Bariyerin yüksekliğinin, reaksiyonun endergonik mi yoksa ekzergonik mi olduğu ile ilgisi yoktur; örneğin, bir ekzergonik reaksiyon çok yüksek bir aktivasyon enerjisi bariyerine sahip olabilir veya bunun tersi de olabilir.
Bazı reaksiyonlar birden fazla adımda gerçekleşir ve her adımın üstesinden gelinmesi gereken kendi aktivasyon enerjisi bariyeri vardır.
Örnekler
Sentetik reaksiyonlar endergonik olma eğilimindedir ve molekülleri parçalayan reaksiyonlar ekzergonik olma eğilimindedir. Örneğin, bir protein yapmak için amino asitlerin birleşmesi süreci ve fotosentez sırasında karbondioksitten glikoz oluşumu, her ikisi de endergonik reaksiyonlardır. Daha büyük yapılar inşa eden süreçlerin enerji gerektirmesi muhtemel olduğundan, bu mantıklıdır. Ters reaksiyon - örneğin, glikozun karbondioksit ve suya hücresel solunumu - ekzergonik bir işlemdir.
Katalizörler
Katalizörler, bir reaksiyonun aktivasyon enerjisi bariyerini azaltabilir. Bunu, reaktan ve ürün molekülleri arasında var olan ara yapıyı stabilize ederek, dönüşümü kolaylaştırarak yaparlar. Temel olarak, katalizör, reaktanlara geçmesi için daha düşük enerjili bir "tünel" vererek aktivasyon enerjisi bariyerinin ürün tarafına ulaşmayı kolaylaştırır. Pek çok katalizör türü vardır, ancak en bilinenlerinden bazıları biyoloji dünyasının katalizörleri olan enzimlerdir.
Reaksiyon Spontanlığı
Aktivasyon enerjisi bariyerinden bağımsız olarak, enerji verdikleri için sadece ekzergonik reaksiyonlar kendiliğinden meydana gelir. Yine de, her ikisi de endergonik süreçler olan kaslarımızı inşa etmeye ve vücudumuzu onarmaya ihtiyacımız var. Bir endergonik süreci, reaktanlar ve ürünler arasındaki enerji farkını eşleştirmek için yeterli enerjiyi sağlayan bir ekzergonik süreçle birleştirerek sürdürebiliriz.