Endergonske reakcijske karakteristike, primjeri



endergonična reakcija to je onaj koji ne može proći spontano, a također zahtijeva visoku opskrbu energijom. U kemiji, ova energija je obično kalorija. Najpoznatije od svih endergonskih reakcija su endotermne reakcije, tj. One koje apsorbiraju toplinu za proizvodnju.

Zašto sve reakcije nisu spontane? Zato što idu uzbrdo prema zakonima termodinamike: oni troše energiju, a sustavi koje formiraju uključene vrste smanjuju njihovu entropiju; to jest, za kemijske svrhe, postaju molekularno više uređeni.

Izgradnja zida od opeke primjer je endergonske reakcije. Sama cigla nije dovoljno čvrsta da stvori čvrsto tijelo. To je zato što ne postoji energetski dobitak koji promiče njihove sindikate (što se također odražava u njihovim mogućim niskim intermolekularnim interakcijama).

Dakle, za izgradnju zida potreban vam je cement i radna snaga. To je energija, a ne-spontana reakcija (zid neće biti izgrađen automatski) postaje moguća ako se uoči energetska korist (ekonomska, u slučaju zida).

Ako nema koristi, zid će se srušiti prije bilo kakvog poremećaja, a njegove cigle se nikada neće moći držati zajedno. Isto vrijedi i za mnoge kemijske spojeve čiji se sastavni dijelovi ne mogu spontano ujediniti.

indeks

  • 1 Značajke endergonske reakcije
    • 1.1 Povećajte slobodnu energiju sustava
    • 1.2 Veze njihovih proizvoda slabije su
    • 1.3 To je povezano s egzergonskim reakcijama
  • 2 Primjeri
    • 2.1 Fotosinteza
    • 2.2 Sinteza biomolekula i makromolekula
    • 2.3. Formiranje dijamanata i teških sirovih spojeva
  • 3 Reference

Značajke endergonske reakcije

Što ako se zid može izgraditi spontano? Za to, interakcije između cigli moraju biti vrlo jake i stabilne, toliko da cement ili osoba koja ih naručuje neće biti potrebna; dok je zid od opeke, dok je otporan, otvrdnuti cement drži ih zajedno, a ne ispravno materijal opeke.

Stoga su prva obilježja endergonske reakcije:

-To nije spontano

-Upija toplinu (ili drugu vrstu energije)

I zašto apsorbira energiju? Budući da njihovi proizvodi imaju više energije od reaktanata uključenih u reakciju. Navedeno se može predstaviti sljedećom jednadžbom:

G = Gproizvoditi-Greagensi

Gdje je ΔG promjena Gibbsove slobodne energije. Kao Gproizvod je veća (jer je energičnija) od Greagensi, oduzimanje mora biti veće od nule (ΔG> 0). Sljedeća slika sažima ono što je upravo objašnjeno:

Zabilježite razliku između energetskih stanja između proizvoda i reagensa (ljubičasta linija). Stoga se reaktanti ne pretvaraju u produkte (A + B => C) ako na početku nema apsorpcije topline.

Povećajte slobodnu energiju sustava

Svaka endergonska reakcija ima povezano povećanje slobodne energije Gibbsa u sustavu. Ako je za određenu reakciju ΔG> 0 zadovoljena, tada ona neće biti spontana i zahtijevat će napajanje.

Kako matematički znati je li reakcija endergónica ili ne? Primjenom sljedeće jednadžbe:

ΔG = ΔH-TΔS

Gdje je ΔH entalpija reakcije, tj. Ukupna energija koja se oslobađa ili apsorbira; ΔS je promjena entropije, a T temperatura. Faktor TΔS je gubitak energije koji se ne koristi u širenju ili uređivanju molekula u fazi (kruta, tekuća ili plinova).

Dakle, ΔG je energija koju sustav može koristiti za obavljanje posla. Budući da ΔG ima pozitivan znak za endergonsku reakciju, energija ili rad moraju biti primijenjeni na sustav (reagensi) kako bi se dobili proizvodi.

Tada, znajući vrijednosti ΔH (pozitivne, za endotermnu reakciju i negativne za egzotermičku reakciju) i TPS, možemo znati je li reakcija endergonična. To znači da, čak i ako je reakcija endotermna, ne nužno je endergonski.

Kocka leda

Na primjer, kocka leda se topi u tekućoj vodi koja apsorbira toplinu, što pomaže odvajanju njegovih molekula; međutim, proces je spontan i stoga nije endergonska reakcija.

A što je sa situacijom u kojoj želite otopiti led na temperaturi nižoj od -100ºC? U ovom slučaju, izraz TΔS jednadžbe slobodne energije postaje manji u usporedbi s ΔH (jer T smanjuje), i kao rezultat toga, ΔG će imati pozitivnu vrijednost.

Drugim riječima: taljenje leda ispod -100ºC je endergonski proces i nije spontan. Sličan slučaj je zamrzavanje vode oko 50ºC, što se ne događa spontano.

Veze njihovih proizvoda slabije su

Druga važna karakteristika, također povezana s ΔG, je energija novih veza. Veze nastalih proizvoda slabije su od veza reagensa. Međutim, smanjenje čvrstoće karika kompenzira se povećanjem mase, što se odražava u fizičkim svojstvima.

Ovdje usporedba s zidom od opeke počinje gubiti smisao. Prema gore navedenom, veze unutar opeke moraju biti jače od onih između njih i cementa. Međutim, zid je u cjelini kruti i otporniji zbog veće mase.

U dijelu primjera će se objasniti nešto slično, ali sa šećerom.

To je povezano s egzergonskim reakcijama

Ako endergonične reakcije nisu spontane, kako se one odvijaju u prirodi? Odgovor je povezan s drugim spontanim reakcijama (exergonskim) koje na neki način promiču njihov razvoj..

Na primjer, sljedeća kemijska jednadžba predstavlja ovu točku:

A + B => C (endergonska reakcija)

C + D => E (eksergonska reakcija)

Prva reakcija nije spontana, pa se prirodno to nije moglo dogoditi. Međutim, proizvodnja C dopušta pojavu druge reakcije koja potječe iz E.

Dodavanje Gibbsovih slobodnih energija za dvije reakcije, G1 i ΔG2, s rezultatom manjim od nule (ΔG<0), entonces el sistema presentará un incremento de la entropía y por lo tanto será espontáneo.

Ako C nije reagirao s D, A ga nikada ne bi mogao formirati, jer nije bilo energetske kompenzacije (kao u slučaju novca s zidom od opeke). Tada se kaže da C i D "vuku" A i B da reagiraju, iako je to endergonična reakcija.

Primjeri

fotosinteza

Biljke koriste sunčevu energiju za stvaranje ugljikohidrata i kisika iz ugljičnog dioksida i vode. CO2 i O2, male molekule s jakim vezama, oblikuju šećere, prstenastih struktura, koje su teže, krutije, i tale se na temperaturi oko 186 ° C.

Imajte na umu da su C-C, C-H i C-O veze slabije od onih O = C = O i O = O. A iz jedinice šećera, biljka može sintetizirati polisaharide, kao što je celuloza.

Sinteza biomolekula i makromolekula

Endergonske reakcije dio su anaboličkih procesa. Kao i ugljikohidrati, druge biomolekule, kao što su proteini i lipidi, zahtijevaju složene mehanizme koji bez njih i spajanje s reakcijom hidrolize ATP-a ne bi mogli postojati.

Također, metabolički procesi kao što su stanično disanje, difuzija iona kroz stanične membrane i prijenos kisika kroz krvotok su primjeri endergonskih reakcija..

Formiranje dijamanata i teških sirovih spojeva

Dijamanti zahtijevaju ogromne pritiske i temperature, tako da se njihove komponente mogu kompaktirati u kristalnu krutinu.

Međutim, neke kristalizacije su spontane, iako se odvijaju pri vrlo malim brzinama (spontanost nema veze s kinetikom reakcije)..

Naposljetku, sirova nafta sama po sebi predstavlja proizvod endergonskih reakcija, osobito teških ugljikovodika ili makromolekula zvanih asfalteni..

Njihove strukture su vrlo složene, a njihova sinteza zahtijeva dugo vremensko razdoblje (milijune godina), djelovanje topline i bakterija.

reference

  1. QuimiTube. (2014). Endergonske i egzergonske reakcije. Preuzeto s: quimitube.com
  2. Khan Akademija. (2018.). Slobodna energija Preuzeto s: www.khanacademy.org
  3. Biološki rječnik. (2017). Definicija endergonske reakcije. Dobavljeno iz: biologydictionary.net
  4. Lougee, Mary. (18. svibnja 2018.) Što je Endergonska reakcija? Sciencing. Preuzeto s: sciencing.com
  5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22. lipnja 2018.) Endergonic vs Exergonic (s primjerima). Preuzeto s: thoughtco.com
  6. Arrington D. (2018). Endergonska reakcija: definicija i primjeri. Studija. Preuzeto s: study.com
  7. Audersirk Byers. (2009). Život na Zemlji Što je energija? [PDF]. Preuzeto s: hhh.gavilan.edu