ENDERGONIC REAKTION: EGENSKAPER, EXEMPEL - KEMI - 2026

En endergonic reaktion är en som inte kan inträffa spontant, och som också kräver en hög energiförsörjning. I kemi är denna energi generellt kalorisk. De mest kända av alla endergoniska reaktioner är endotermiska reaktioner, det vill säga de som absorberar värme för att uppstå.

Varför är inte alla reaktioner spontana? Eftersom de går uppåt till termodynamikens lagar: de förbrukar energi och de system som bildas av de berörda arterna minskar deras entropi; det vill säga för kemiska ändamål blir de mer molekylärt ordnade.

Källa: Pxhere

Att bygga en tegelvägg är ett exempel på en endergonic reaktion. Tegelstenar ensam kompakterar inte tillräckligt för att bilda en solid kropp. Detta beror på att det inte finns någon energivinst som främjar deras fackföreningar (också återspeglas i deras möjliga låga intermolekylära interaktioner).

Så för att bygga väggen behöver du cement och en arbetskraft. Detta är energi, och icke-spontan reaktion (väggen kommer inte att byggas automatiskt) blir möjlig om en energifördel uppfattas (ekonomisk, i fallet med väggen).

Om det inte finns någon nytta kommer väggen att kollapsa under någon störning, och dess tegel kommer aldrig att kunna hålla ihop. Detsamma gäller för många kemiska föreningar, vars byggstenar inte spontant kan samlas.

Egenskaper på en endergonic reaktion

Vad händer om väggen kan byggas spontant? För att göra detta måste samverkan mellan tegelstenarna vara mycket starka och stabila, så mycket att ingen cement eller en person behöver beställa dem; medan tegelväggen, även om den är resistent, är den härdade cementen som håller dem samman och inte ordentligt materialet i tegelstenarna.

Därför är de första kännetecknen för en endergonic reaktion:

-Det är inte spontant

-Absorberar värme (eller annan typ av energi)

Och varför absorberar den energi? Eftersom deras produkter har mer energi än reaktanterna som är involverade i reaktionen. Detta kan representeras av följande ekvation:

ΔG = G- _reaktiva -G- _produkter

Där G är förändringen i Gibbs fria energi. Eftersom G- _produkt är större (eftersom den är mer energisk) än G- _reagens måste subtraktionen vara större än noll (ΔG> 0). Följande bild sammanfattar vidare vad som just har förklarats:

Källa: Gabriel Bolívar

Notera skillnaden mellan energitillståndet mellan produkterna och reaktanterna (lila linje). Därför blir reaktanterna inte produkter (A + B => C) om det inte finns någon värmeabsorption först.

Ökar systemets fria energi

Varje endergonic reaktion är förknippad med en ökning av systemets fria energi från Gibbs. Om det för en viss reaktion är sant att ΔG> 0, kommer det inte att vara spontant och kräver en energiförsörjning för att utföras.

Hur vet man matematiskt om en reaktion är endergonic eller inte? Tillämpa följande ekvation:

ΔG = ΔH - TΔS

Där H är reaktionens entalpi, det vill säga den totala energin som frigörs eller absorberas; ΔS är entropiförändringen och T är temperaturen. TΔS-faktorn är energiförlusten som inte används i expansionen eller arrangemanget av molekylerna i en fas (fast, vätska eller gas).

Således är ΔG energin som systemet kan använda för att utföra arbete. Eftersom ΔG har ett positivt tecken för en endergonic reaktion måste energi eller arbete appliceras på systemet (reaktanterna) för att erhålla produkterna.

Sedan att känna till värdena på ΔH (positiv, för en endoterm reaktion och negativ, för en exoterm reaktion) och T ,S, är det möjligt att veta om reaktionen är endergonic. Detta betyder att även om en reaktion är endotermisk är den inte nödvändigtvis endergonisk .

Isbiten

Till exempel smälter en isbit i flytande vatten och absorberar värme, vilket hjälper till att separera dess molekyler; processen är emellertid spontan, och därför är det inte en endergonic reaktion.

Och hur är det med situationen där du vill smälta isen vid en temperatur långt under -100 ° C? I detta fall blir TΔS-termen i den fria energiekvationen liten jämfört med ΔH (eftersom T minskar) och som ett resultat kommer ΔG att ha ett positivt värde.

Med andra ord: smältande is under -100 ° C är en endergonic process, och den är inte spontan. Ett liknande fall är att frysa vattnet runt 50 ° C, vilket inte sker spontant.

Dina produktlänkar är svagare

En annan viktig egenskap, också relaterad till ΔG, är energin i de nya bindningarna. Bindningarna för de bildade produkterna är svagare än reaktanternas. Emellertid kompenseras minskningen i bindningens styrka av en massavinst, vilket återspeglas i de fysiska egenskaperna.

Här börjar jämförelsen med tegelväggen förlora betydelsen. Enligt ovanstående måste bindningarna i tegelstenarna vara starkare än mellan dem och cementen. Väggen som helhet är emellertid mer styv och motståndskraftig på grund av dess större massa.

Något liknande förklaras i exempelavsnittet men med socker.

Det är kombinerat med exergoniska reaktioner

Om endergonic reaktioner inte är spontana, hur sker de i naturen? Svaret beror på kopplingen till andra reaktioner som är ganska spontana (exergoniska) och som på något sätt främjar deras utveckling.

Till exempel representerar följande kemiska ekvation denna punkt:

A + B => C (endergonisk reaktion)

C + D => E (exergonisk reaktion)

Den första reaktionen är inte spontan, så den kunde naturligtvis inte inträffa. Produktionen av C tillåter emellertid den andra reaktionen att inträffa, vilket orsakar E.

Genom att lägga till Gibbs fria energier för de två reaktionerna, 1G ₁ och ΔG ₂ , med ett resultat mindre än noll (ΔG <0), kommer systemet att ge en ökning av entropin och kommer därför att vara spontan.

Om C inte reagerade med D, kunde A aldrig bilda det, eftersom det inte finns någon energikompensation (som för pengar med tegelväggen). Det sägs då att C och D "drar" A och B för att reagera, även om det är en endergonic reaktion.

exempel

Källa: Max Pixel

Fotosyntes

Växter använder solenergi för att skapa kolhydrater och syre från koldioxid och vatten. CO ₂ och O ₂ , små molekyler med starka bindningar, bildar sockerarter, med ringstrukturer, som är tyngre, mer solida och smälter vid en temperatur av cirka 186 ° C.

Observera att CC-, CH- och CO-obligationerna är svagare än O = C = O och O = O. Och från en sockerenhet kan växten syntetisera polysackarider, till exempel cellulosa.

Syntes av biomolekyler och makromolekyler

Endergoniska reaktioner är en del av anabola processer. Liksom kolhydrater kräver andra biomolekyler, såsom proteiner och lipider, komplexa mekanismer som utan dem och i kombination med hydrolysreaktionen från ATP inte kunde existera.

Likaså är metaboliska processer såsom cellulär respiration, diffusion av joner över cellmembran och transport av syre genom blodomloppet exempel på endergoniska reaktioner.

Bildningen av diamanter och tunga föreningar från råolja

Diamanter kräver enorma tryck och temperaturer, så att deras komponenter kan komprimeras till ett kristallint fast ämne.

Vissa kristallisationer är emellertid spontana, även om de inträffar med mycket långsam hastighet (spontanitet har ingen relation till reaktionens kinetik).

Slutligen representerar råolja en produkt av endergoniska reaktioner, särskilt tunga kolväten eller makromolekyler som kallas asfaltener.

Deras strukturer är väldigt komplexa och deras syntes tar lång tid (miljoner år), värme och bakterier.

referenser

1. QuimiTube. (2014). Endergonic och exergonic reaktioner. Återställd från: quimitube.com
2. Khan akademin. (2018). Fri energi. Återställd från: es.khanacademy.org
3. Biologiska ordboken. (2017). Definition av endergonic reaktion. Återställd från: biologydictionary.net
4. Lougee, Mary. (18 maj 2018). Vad är en Endergonic-reaktion? Sciencing. Återställd från: sciencing.com
5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22 juni 2018). Endergonic vs Exergonic (med exempel). Återställd från: thoughtco.com
6. Arrington D. (2018). Endergonic reaktion: definition och exempel. Studie. Återställd från: study.com
7. Audersirk Byers. (2009). Livet på jorden. Vad är energi? . Återställd från: hhh.gavilan.edu