Door Brooke Yool, bijgewerkt op 30 augustus 2022

Reactie-energie

In de scheikunde noemen we het reactievat het ‘systeem’ en al het andere de ‘omgeving’. Een endergonische reactie trekt energie uit de omgeving naar het systeem, terwijl een exergonische reactie energie uit het systeem vrijgeeft aan de omgeving.

Alle reacties vereisen een initiële input van energie – de activeringsenergie – om te beginnen. Bij de verbranding van hout komt bijvoorbeeld warmte vrij zodra deze begint, maar er is nog steeds een vlam nodig om te ontsteken en de initiële energie te leveren.

Activeringsenergie

Om van reactanten naar producten te gaan, moet een reactie zijn unieke activeringsenergiebarrière overwinnen. De hoogte van de barrière is onafhankelijk van het feit of de reactie endergonisch of exergonisch is; een zeer exergonische reactie kan nog steeds een substantiële barrière hebben, en omgekeerd.

Veel reacties verlopen via meerdere stappen, elk met zijn eigen activeringsenergiedrempel.

Voorbeelden

Endergonische processen bouwen doorgaans grotere structuren op. Eiwitsynthese en fotosynthetische glucosevorming absorberen beide energie. De omgekeerde reacties – cellulaire ademhaling van glucose en de afbraak van eiwitten – zijn exergonisch, waarbij energie vrijkomt.

Katalysatoren

Katalysatoren verlagen de activeringsenergie door overgangstoestanden te stabiliseren, waardoor effectief een pad met lagere energie voor de reactie wordt gecreëerd. Enzymen, de meest voorkomende biologische katalysatoren, zijn een voorbeeld van dit principe.

Reactiespontaniteit

Alleen exergonische reacties treden spontaan op omdat er energie vrijkomt. Endergonische processen, zoals spieropbouw of DNA-replicatie, worden aangestuurd door koppeling met exergonische reacties die voor het noodzakelijke energieverschil zorgen.