Kahdenlaisia reaktioita kuvataan sanoilla endergonic ja exergonic. Monia kemiallisia ja biologisia vuorovaikutuksia tapahtuu jatkuvasti sekä ihmiskehon sisällä että sen ulkopuolella. Jotkut heistä ovat impulsiivisia, kun taas toiset eivät. Ja termisen ja fysikaalisen kemian maailmassa nämä reaktiot ovat melkein yleismaailmallisia ja esiintyvät usein muodossa tai toisessa.
Tässä artikkelissa käytetään kuvaavaa taulukkoa erottamaan perustavanlaatuiset ja edistyneet erot näiden kahden reaktion välillä, jotta aloittelija ja kemian harrastaja olisi helpompi oppia ja ymmärtää.
Eksergoniset reaktiot vs endergoniset reaktiot
Ero eksergonisten reaktioiden ja endergonisten reaktioiden välillä on se, että eksergoniset reaktiot ovat spontaaneja eli tapahtuvat ilman energian tai katalyytin lisäämistä luonnollisesti, kun taas endergoniset reaktiot ovat luonteeltaan ei-spontaaneja, joten ulkoinen energialähde tarjotaan tällaisten kemiallisten reaktioiden toiminnan käynnistämiseksi..
Reaktiota, joka tuottaa vapaata energiaa, kutsutaan "eksergoniseksi" reaktioksi. Koska tämä reaktio tuottaa energiaa sen sijaan, että se kuluttaa sitä, se voi tapahtua itsestään, ilman muiden voimien väliintuloa.
Eksergoniset reaktiot biokemiassa, samoin kuin lämpökemiassa, ovat sellaisia, joissa vapaan energian muutos on negatiivinen (miinus numeerisena arvona). Järjestelmässä käytettävissä olevan energian kokonaismäärä mitataan vapaalla energialla; negatiiviset muutokset osoittavat, että energia on purkautunut, kun taas positiiviset muutokset osoittavat, että energiaa on säästetty.
Endergoninen reaktio edellyttää energian imeytymistä. Nämä eivät ole tahattomia reaktioita, jotka eivät ole spontaaneja. Aloittaakseen he tarvitsevat rasitusta tai voimansyöttöä – pääasiassa energian muodossa. Usein reaktion käynnistämiseen tarvittava energia riittää, kun taas toisinaan reaktio imee energiaa koko prosessin aikana.
Endergonisen reaktion yleinen tehtävä on vapauttaa energiaa hiilihydraattimolekyyleistä tai mistä tahansa oletetusta ruokamolekyyleistä, mikä mahdollistaa olentojen menestymisen ilman, että se tarvitsee energiaa pelkästään auringonvalosta.
Eksergonisten ja endergonisten reaktioiden vertailutaulukko
| Vertailuparametrit | Eksergoniset reaktiot | Endergoniset reaktiot |
| Määritelmä | Eksergoniset reaktiot ovat spontaaneja reaktioita, jotka luovuttavat energiaa lämmön tai höyryn muodossa. | Endergoniset reaktiot tunnetaan myös ei-spontaanien reaktioiden tai epäsuotuisten reaktioiden nimissä. Reaktio vaatii enemmän energiaa kuin saat |
| Gibbsin ilmaista energiaa | Gibbsin vapaan energian arvo on negatiivinen. | Gibbs Free Energyn arvo on positiivinen. |
| Entropiataso | Tyypillisessä eksergonisessa reaktiossa entropian taso kasvaa. | Entropia vähenee endergonisessa reaktiossa. |
| Energiatarve | Luovuttaa energiaa yleensä lämmön muodossa. | Ottaa energiaa ympäristön kautta reaktion käynnistämiseksi tai jatkamiseksi. |
| Esimerkkejä | Natriumin ja kloorin reaktio ruokasuolan muodostamiseksi, palaminen ja kemiluminesenssi. Tässä reaktiossa energiaa vapautuu valon muodossa. | Fotosynteesin kemiallinen reaktio on hyvä esimerkki endergonisista reaktioista. |
Mikä on eksergoninen reaktio?
Eksergoniset ovat peruuttamattomia reaktioita, joita esiintyy luonnossa ympäristössä. Termi "spontaani" viittaa johonkin, joka on valmis tai innokas tapahtumaan ilman ulkoista stimulaatiota.
Esimerkiksi natrium palaa ilmakehän hapen vaikutuksesta. Toinen esimerkki eksergonisista reaktioista on puun savuttaminen. Kemiallisen termodynamiikan tutkimuksessa tällaisia prosesseja kutsutaan edullisiksi reaktioksi, koska ne tuottavat enemmän lämpöä.
Normaalilämpötilassa ja -paineessa Gibbsin vapaa energia on nolla, mikä osoittaa, että lämpöä otetaan enemmän kuin absorboidaan. Nämä ovat vastauksia, joita ei voi peruuttaa. Eksergoniset reaktiot ovat niitä, joissa kovalenttiset sidokset katkeavat, mikä vapauttaa näissä vuorovaikutuksissa varastoitunutta energiaa. Katabolismi - aineenvaihdunnan tuhoava osa - viittaa näihin kemiallisiin hajoamisprosesseihin.
Elävät organismit käyttävät eksergonisia prosesseja kuljettaakseen energiaa "varastosta" yhdessä komponentissa, kuten rasvassa tai sokerissa, aktivoituun tilaan, kuten ATP:hen. Tämä saavutettaisiin liuottamalla sokerin tai rasvan kovalenttiset sidokset ja siirtämällä sen energia molekyyliin, jota kutsutaan elektroneiksi tai muuksi valuutaksi.
Gibbsin vapaa energia on negatiivista. Koska spontaaneilla reaktioilla on miinus Gibbin energian numeerinen arvo, kun ne lasketaan käyttämällä termodynamiikkasuhdetta, tämä tarkoittaa, että eksergoninen reaktio on aina spontaani reaktio tai muotoiltu tai indusoitu reaktio.
Mikä on endergoninen reaktio?
Prosessi, jossa lämpö tai mikä tahansa energian muoto absorboituu, tunnetaan endergonisena reaktiona. Tämä tarkoittaa, että vapaan energian kokonaismuutos on kemiallisesti positiivinen.
Monet prosessit luonnossa voivat tapahtua vain, jos ympäristöstä on saatavilla riittävästi energiaa. Nämä prosessit eivät voi tapahtua itsestään, koska ne vievät paljon energiaa kemiallisten sidosten liukenemiseen.
Ulkoinen energia auttaa näiden yhteyksien purkamisessa. Sidosten katkeamisen seurauksena vapautuva energia ruokkii sitten reaktiota. Kemiallisten sidosten hajoamisen aikana tuotettu energia ei toisinaan riitä pitämään reaktiota käynnissä. Ulkopuolista energiaa tarvitaan tällaisiin olosuhteisiin, jotta reaktio jatkuisi.
Spontaani reaktio osoitetaan miinus (-) Gibbsin vapaalla energialla. Endergonisten reaktioiden tapauksessa tämä Gibbsin vapaa energia on positiivinen (+), mikä osoittaa, että reaktio ei ole spontaani. Epäsuotuisat vastaukset ovat toinen sana ei-spontaanireaktiolle.
Ei-spontaanin reaktion edistämiseksi energiantarpeet annetaan ulkopuolelta. Tämän seurauksena energia yksikköä kohti on suurempi kuin reagoivien aineiden määrä. Tämän seurauksena entalpian muutos on positiivinen luku.
Tärkeimmät erot eksergonisten ja endergonisten reaktioiden välillä
Johtopäätös
Luonnossa ja jopa kehomme sisällä tapahtuu monia reaktioita energian haihduttamiseksi tai kovalenttisten sidosten hajottamiseksi olennaista prosessia varten, ja nämä reaktiot koostuvat suurelta osin joko spontaanista tai ei-spontaanista luonteesta.
Sekä eksergoniset että endergoniset reaktiot tapahtuvat enimmäkseen, kun reaktio on tasapainossa, joten niitä esiintyy hyvin paljon kehossasi, kun luet tätä artikkelia! Molemmat reaktiot sisältävät muutoksia Gibbsin vapaassa energiassa ja niiden entropioiden ero tekee niistä vastakkaisia toisiaan vastaan. Termodynaamista kemiaa tarkasteltaessa molemmat reaktiot voidaan edelleen luokitella endotermisiin ja eksotermisiin reaktioihin perustuen energian ottamiseen ja poistamiseen vain lämpöenergian muodossa.
