Bij een chemische reactie worden de uitgangsmaterialen, reactanten genaamd, omgezet in producten. Hoewel alle chemische reacties een initiële energie-input vereisen, ook wel de activeringsenergie genoemd, resulteren sommige reacties in een netto-afgifte van energie in de omgeving en andere resulteren in een netto-opname van energie uit de omgeving. De laatste situatie wordt een endergische reactie genoemd.

Reactie Energie

Chemici definiëren hun reactievat als het "systeem" en al het andere in het universum als de "omgeving". Daarom, wanneer een endergische reactie energie uit de omgeving absorbeert, komt de energie het systeem binnen. Het tegenovergestelde type is een exergonische reactie, waarbij energie wordt vrijgegeven in de omgeving.

Het eerste deel van elke reactie vereist altijd energie, ongeacht het reactietype. Hoewel het verbranden van hout warmte afgeeft en spontaan optreedt zodra het wordt opgestart, moet je het proces wel starten door energie toe te voegen. De vlam die je toevoegt om het hout te laten branden levert de activeringsenergie.

Activeringsenergie

Om van de reactantzijde naar de productzijde van de chemische vergelijking te komen, moet je de activeringsenergiebarrière overwinnen . Elke afzonderlijke reactie heeft een karakteristieke barrièrelimiet. De hoogte van de barrière heeft niets te maken met of de reactie endergonisch of exergonisch is; een exergonische reactie kan bijvoorbeeld een zeer hoge activeringsenergiebarrière hebben, of omgekeerd.

Sommige reacties vinden plaats in meerdere stappen, waarbij elke stap zijn eigen activeringsenergiebarrière heeft om te overwinnen.
< h2> Voorbeelden

Synthetische reacties zijn meestal endergonisch en reacties die moleculen afbreken zijn meestal exergonisch. Het proces van het koppelen van aminozuren om een ​​eiwit te maken en de vorming van glucose uit kooldioxide tijdens fotosynthese zijn bijvoorbeeld beide endergonische reacties. Dit is logisch, omdat processen die grotere structuren bouwen waarschijnlijk energie vereisen. De omgekeerde reactie - bijvoorbeeld cellulaire ademhaling van glucose in koolstofdioxide en water - is een exergonisch proces.

Katalysatoren

Katalysatoren kunnen de activeringsenergiebarrière van een reactie verminderen. Ze doen dit door de tussenstructuur die tussen die van de reactant en productmoleculen bestaat, te stabiliseren, waardoor de conversie gemakkelijker wordt. Kortom, de katalysator geeft de reactanten een minder energetische "tunnel" om doorheen te gaan, waardoor het gemakkelijker wordt om de productzijde van de activeringsenergiebarrière te bereiken. Er zijn veel soorten katalysatoren, maar enkele van de bekendste zijn enzymen, katalysatoren van de biologiewereld.

Reactie-spontaniteit

Ongeacht de activeringsenergiebarrière treden alleen exergonische reacties spontaan op, omdat ze energie afgeven. Toch moeten we nog steeds spieren opbouwen en ons lichaam herstellen, wat beide endergonische processen zijn. We kunnen een endergonisch proces genereren door het te koppelen aan een exergonisch proces dat voldoende energie biedt om het verschil in energie tussen reactanten en producten te evenaren.