Sisältö
Kemiallisessa reaktiossa lähtöaineet, joita kutsutaan reagensseiksi, muuttuvat tuotteiksi. Vaikka kaikki kemialliset reaktiot vaativat alkuperäisen energiansyötön, jota kutsutaan aktivointienergiaksi, jotkut reaktiot johtavat energian nettomäärään vapautumiseen ympäristöön, ja toiset johtavat energian nettomäärään imemiseen ympäristöstä. Jälkimmäistä tilannetta kutsutaan endergonic reaktioksi.
Reaktioenergia
Kemistit määrittelevät reaktioastiansa "järjestelmäksi" ja kaiken muun maailmankaikkeudessa "ympäristöön". Siksi, kun endergoninen reaktio absorboi energiaa ympäristöstä, energia menee järjestelmään. Päinvastainen tyyppi on eksergoninen reaktio, jossa energiaa vapautuu ympäristöön.
Minkä tahansa reaktion ensimmäinen osa vaatii aina energiaa, reaktiotyypistä riippumatta. Vaikka puun polttaminen tuottaa lämpöä ja tapahtuu spontaanisti sen alkamisen jälkeen, joudut aloittamaan prosessin lisäämällä energiaa. Puun polttamisen aloittamiseen lisäämä liekki tarjoaa aktivointienergiaa.
Aktivointienergia
Päästäksesi reagenssipuolelta kemiallisen yhtälön tuotepuolelle sinun on ylitettävä aktivointienergiaeste. Jokaisella reaktiolla on ominainen estekoko. Esteen korkeudella ei ole mitään tekemistä sen kanssa, onko reaktio endergoninen vai eksergonic; esimerkiksi eksergonisella reaktiolla voi olla erittäin korkea aktivointienergiaeste, tai päinvastoin.
Jotkut reaktiot tapahtuvat useissa vaiheissa, jokaisella vaiheella on oma aktivointienergiaeste voittamiseksi.
esimerkit
Synteettisillä reaktioilla on taipumus olla endergonisia, ja reaktioilla, jotka hajottavat molekyylejä, on yleensä eksergonisia. Esimerkiksi aminohappojen liittymisprosessi proteiinin valmistamiseksi ja glukoosin muodostuminen hiilidioksidista fotosynteesin aikana ovat molemmat endergonisia reaktioita. Tämä on järkevää, koska suurempia rakenteita rakentavat prosessit vaativat todennäköisesti energiaa. Käänteinen reaktio - esimerkiksi glukoosin hengittäminen soluissa hiilidioksidiksi ja vedeksi - on eksergoninen prosessi.
katalysaattorit
Katalyytit voivat vähentää reaktion aktivointienergiaestettä. Ne tekevät niin stabiloimalla väliainerakenteen, joka on reagoivan aineen ja tuotemolekyylien välillä, mikä tekee konversiosta helpompaa. Periaatteessa katalyytti antaa reagensseille matalamman energian "tunnelin" kulkeakseen, mikä helpottaa pääsyä aktivointienergian esteen tuotepuolelle. Katalyyttejä on monen tyyppisiä, mutta tunnetuimpia katalyyttejä ovat entsyymit, biologisen maailman katalyytit.
Reaktio spontaanisuus
Aktivointienergiaesteestä riippumatta vain eksergoniset reaktiot tapahtuvat spontaanisti, koska ne vapauttavat energiaa. Silti meidän on silti rakennettava lihaksia ja korjattava kehomme, jotka ovat molemmat endergonisia prosesseja. Voimme ajaa endergonista prosessia kytkemällä sen eksergoniseen prosessiin, joka tarjoaa tarpeeksi energiaa vastaamaan reagenssien ja tuotteiden energiaeroja.