Obsah
Pri chemickej reakcii sa východiskové materiály, nazývané reaktanty, premieňajú na produkty. Zatiaľ čo všetky chemické reakcie vyžadujú počiatočný prívod energie, označovaný ako aktivačná energia, výsledkom niektorých reakcií je čisté uvoľnenie energie do okolia a iné vedú k čistej absorpcii energie z okolia. Druhá situácia sa nazýva endergonická reakcia.
Reakčná energia
Chemici definujú svoju reakčnú nádobu ako „systém“ a všetko ostatné vo vesmíre ako „okolie“. Preto, keď endergonická reakcia absorbuje energiu z okolia, energia vstupuje do systému. Opačným typom je exergonická reakcia, pri ktorej sa energia uvoľňuje do okolia.
Prvá časť akejkoľvek reakcie vždy vyžaduje energiu, bez ohľadu na typ reakcie. Aj keď spaľovanie dreva vydáva teplo a spontánne sa vyskytuje hneď po jeho spustení, musíte tento proces začať pridaním energie. Plameň, ktorý pridáte na spustenie spaľovania dreva, dodáva aktivačnú energiu.
Aktivačná energia
Aby ste sa dostali zo strany reaktantu na stranu produktu chemickej rovnice, musíte prekonať bariéru aktivačnej energie. Každá jednotlivá reakcia má charakteristickú veľkosť bariéry. Výška bariéry nemá nič spoločné s tým, či je reakcia endergonická alebo exergonická; napríklad exergonická reakcia môže mať veľmi vysokú bariéru aktivačnej energie alebo naopak.
Niektoré reakcie prebiehajú vo viacerých krokoch, pričom každý krok má prekonať svoju vlastnú bariéru aktivačnej energie.
Príklady
Syntetické reakcie majú tendenciu byť endergonické a reakcie, ktoré rozkladajú molekuly, majú tendenciu byť exergonické. Napríklad proces spájania aminokyselín za vzniku proteínu a tvorba glukózy z oxidu uhličitého počas fotosyntézy sú endergonickými reakciami. To má zmysel, pretože procesy, ktoré vytvárajú väčšie štruktúry, pravdepodobne budú vyžadovať energiu. Reverzná reakcia - napríklad bunkové dýchanie glukózy na oxid uhličitý a vodu - je exergonický proces.
katalyzátory
Katalyzátory môžu znížiť aktivačnú energetickú bariéru reakcie. Robia tak stabilizáciou medziproduktovej štruktúry, ktorá existuje medzi štruktúrou reaktantu a molekúl produktu, čo uľahčuje konverziu. Katalyzátor v podstate dáva reaktantom nízkoenergetický „tunel“, cez ktorý prechádza, čo uľahčuje prechod na stranu aktivačnej energetickej bariéry. Existuje veľa typov katalyzátorov, ale medzi najznámejšie patria enzýmy, katalyzátory z biológie.
Spontánnosť reakcie
Bez ohľadu na energetickú bariéru aktivácie sa spontánne vyskytujú iba exergonické reakcie, pretože uvoľňujú energiu. Stále však musíme budovať svalovú hmotu a opravovať naše telá, ktoré sú endergonickými procesmi. Endergonický proces môžeme riadiť jeho spojením s exergonickým procesom, ktorý poskytuje dostatok energie na vyrovnanie rozdielu v energii medzi reaktantmi a produktmi.