Különbség az exergonikus és az endergonikus reakciók között

Számos kémiai és biológiai reakció folyamatosan zajlik az emberi testben és kívül. Néhányuk spontán, mások nem spontán. A spontán reakciókat exergonikus reakcióknak, a nem spontán reakciókat endergonikus reakcióknak nevezzük.

Endergonikus reakciók

A természetben sok olyan reakció fordul elő, amely csak akkor fordul elő, ha a környezetből elegendő energiát szállítanak. Önmagában ezek a reakciók nem fordulhatnak elő, mivel nagy mennyiségű energiát igényelnek a kémiai kötések megszakításához. A külső energia segít megbontani ezeket a kötéseket. A kötések töréséből felszabaduló energia ezután a reakciót folytatja. Időnként a kémiai kötések megszakadása során felszabaduló energia kevesebb a reakció fenntartásához. Ilyen esetekben külső energiára van szükség a reakció folytatásához. Az ilyen reakciókat endergonikus reakcióknak nevezzük.

A kémiai termodinamika során ezeket a reakciókat kedvezőtlen vagy nem spontán reakcióknak is nevezik. A Gibbs-mentes energia állandó hőmérsékleten és nyomáson pozitív, ami azt jelenti, hogy inkább az energia felszívódása, mint felszabadítása.

Az endergonikus reakciók példái a fehérje szintézis, a sejtmembrán nátrium - kálium szivattyúja, az idegvezetés és az izmok összehúzódása. A proteinszintézis egy anabolikus reakció, amelyhez kis aminosavmolekuláknak kell összekapcsolódniuk, hogy fehérjemolekulát képezzenek. Nagyon sok energiát igényel a peptidkötések kialakítása. A sejtmembrán nátrium-kálium-szivattyúja a nátrium-ionok szivattyúzásával és a kálium-ionok koncentráció-gradienshez való mozgásával foglalkozik, hogy lehetővé tegyék a sejtek depolarizációját és az idegvezetést. Ez a koncentráció-gradiens elleni mozgás sok energiát igényel, amely az Adenozin-tri-foszfát molekula (ATP) bomlásából származik. Hasonlóképpen az izomösszehúzódás csak akkor fordulhat elő, ha az aktin és a miozinrostok (izomfehérjék) között meglévő kötelékek megszakadnak, és újabb kötéseket képeznek. Ez is óriási energiát igényel, amely az ATP bomlásából származik. Éppen ezért az ATP univerzális energiamolekula. A növényekben végzett fotoszintézis az endergonikus reakció újabb példája. A levél vízben és glükózban van, mégis nem képes saját ételeit előállítani, ha napfényt nem kap. A napfény ebben az esetben a külső energiaforrás.

A tartós endoterm reakció kialakulásához a termékeknek a reakciót egy későbbi exergonikus reakción keresztül el kell távolítani, így a termék koncentrációja mindig alacsony. Egy másik példa a jég olvadása, amelynek látens hőt igényel az olvadáspont eléréséhez. Az átmeneti állapotban az aktivációs energiagát szintjére történő elérés folyamata endergonikus. Az átmeneti szakasz elérése után a reakció folytatódhat, hogy stabilabb termékeket nyerjen.

Exergonikus reakciók

Ezek a reakciók visszafordíthatatlan reakciók, amelyek spontán módon fordulnak elő a természetben. Spontán módon azt jelenti, hogy kész vagy alig várható, hogy nagyon kevés külső inger bekövetkezzen. Példa erre a nátrium égése, amikor az atmoszférában jelen lévő oxigénnek van kitéve. A napló égése az exergonikus reakciók további példája. Az ilyen reakciók több hőt szabadítanak fel, és kedvező reakciónak nevezik a kémiai termodinamika területén. A Gibbs szabad energiája állandó hőmérsékleten és nyomáson negatív, ami azt jelenti, hogy több energia szabadul fel, mint felszívódik. Ezek visszafordíthatatlan reakciók.

A celluláris légzés az exergonikus reakció klasszikus példája. Körülbelül 3012 kJ energia szabadul fel, ha egy molekula glükózt szén-dioxiddá alakítanak. Ezt a tünetet a szervezetek más sejtes tevékenységekre használják fel. Az összes katabolikus reakció, azaz a nagy molekula kisebb molekulákra bontása exergonikus reakció. Például - a szénhidrát, zsír és fehérje lebontása energiát enged az élő szervezeteknek a munka elvégzéséhez.

Egyes exergonikus reakciók nem fordulnak elő spontán módon, és a reakció elindításához kis energiát igényelnek. Ezt az energiabemenetet aktiválási energiának nevezzük. Miután az aktivációs energiaigényt egy külső forrás teljesítette, a reakció megszakad a kötések és új kötések képződnek, és az energia felszabadul a reakció során. Ez nettó energianyereséget eredményez a környező rendszerben, és nettó energiavesztést eredményez a reakciórendszerből.

http://teamtwow10.wikispaces.com/Module+5+Review

http://bioserv.fiu.edu/~walterm/FallSpring/cell_transport/energy.htm