In de scheikunde worden reacties gecategoriseerd op basis van de manier waarop ze met energie omgaan. Exergonische reacties energie vrijgeven (meestal als warmte of licht) tijdens endergonische reacties verbruiken energie om verder te gaan.

Typische voorbeelden

De verbranding van benzine is een klassieke exergonische reactie. Octaanmoleculen in benzine bevatten meer chemische energie dan het geproduceerde water en koolstofdioxide, dus er komt energie vrij wanneer de brandstof verbrandt. Fotosynthese in bomen is daarentegen een endergonisch proces dat energie opslaat door koolstofdioxide en water om te zetten in complexe organische moleculen zoals cellulose.

Biologische betekenis

Organismen zijn sterk afhankelijk van endergonische reacties om essentiële biomoleculen te bouwen, zoals aminozuren, nucleotiden en vetten. Deze processen halen energie uit suikers of andere hoogenergetische substraten. Omdat endergonische reacties niet spontaan kunnen verlopen, leveren cellen de benodigde energie via ATP of andere co-enzymen.

Activeringsenergie

Zelfs exergonische reacties vereisen vaak een initiële input van energie – bekend als activeringsenergie – om kinetische barrières te overwinnen. Houtskool heeft bijvoorbeeld een vonk of een lucifer nodig om te ontsteken. Zodra de reactie is geactiveerd, komt de opgeslagen activeringsenergie vrij en verloopt de reactie, waarbij meer energie vrijkomt dan aanvankelijk was geïnvesteerd.

Omkeerbaarheid

Endergonische reacties zijn vaak omkeerbaar. Het verbranden van een houtblok keert bijvoorbeeld het fotosyntheseproces om dat de boom oorspronkelijk heeft gevormd:koolhydraten worden geoxideerd tot CO₂ en H₂O, waarbij een bescheiden hoeveelheid warmte vrijkomt. De moeilijkheid van het omkeren van een exergonische reactie hangt af van hoeveel extra energie nodig zou zijn om het omgekeerde proces aan te sturen. Dit concept wordt benadrukt door onderzoek van de Universiteit van Nebraska, Lincoln.

Energieheuveldiagram

Een energieheuveldiagram geeft visueel het energieprofiel van een reactie weer. De horizontale as toont de reactiecoördinaat (tijd of voortgang), terwijl de verticale as de totale energie van het systeem weergeeft. Voor een exergonische reactie stijgt het diagram naar een piek, die de activeringsenergie vertegenwoordigt, en daalt vervolgens tot onder het initiële energieniveau. Bij een endergonische reactie klimt het pad boven de startenergie, wat aangeeft dat het systeem energie moet absorberen voordat de reactie kan voltooien.