Endergonic reakciótulajdonságok, példák



egy endergon reakció ez az, amely nem tud spontán áthaladni, és nagy energiát is igényel. A kémia esetében ez az energia általában kalória. Az endergonikus reakciók közül a legismertebbek az endotermikus reakciók, azaz azok, amelyek a hőt termelik.

Miért nem minden reakció spontán? Mert felfelé haladnak a termodinamika törvényeihez: energiát fogyasztanak, és az érintett fajok által létrehozott rendszerek csökkenti az entrópiát; vagyis kémiai célokra molekulárisan válnak rendezettebbé.

Az endergonikus reakció példája a téglafal építése. A tégla önmagában nem elég kompakt, hogy szilárd testet képezzen. Ez azért van, mert nincs energiabevétel, amely előmozdítja a szakszervezeteiket (tükröződik a lehetséges alacsony intermolekuláris kölcsönhatásokban is).

Tehát a fal építéséhez cementre és munkaerőre van szükség. Ez az energia, és a nem spontán reakció (a fal nem épül automatikusan) akkor válik lehetővé, ha az energia hasznot észlelik (a gazdaság esetében, a fal esetében).

Ha nincs előny, a fal összeomlik a zavarok előtt, és téglait soha nem lehet összeállítani. Ugyanez vonatkozik sok kémiai vegyületre is, amelyek építőkövei nem spontán módon egyesülhetnek.

index

  • 1 Az endergon reakció jellemzői
    • 1.1 Növelje a rendszer szabad energiáját
    • 1.2 A termékeik kapcsolatai gyengébbek
    • 1.3 Ez exergonikus reakciókkal párosul
  • 2 Példák
    • 2.1 Fotoszintézis
    • 2.2 Biomolekulák és makromolekulák szintézise
    • 2.3 A gyémántok és a nehéz nyers vegyületek képződése
  • 3 Referenciák

Az endergon reakció jellemzői

Mi van, ha a fal spontán épülhet? Ehhez a téglák közötti kölcsönhatásoknak nagyon erősnek és stabilnak kell lenniük, annyira, hogy a cement vagy a megrendelő ne legyen szükség; míg a téglafal, miközben ellenáll, a keményített cement együtt tartja őket, és nem a tégla anyaga..

Ezért az endergon reakció első jellemzői a következők:

-Ez nem spontán

-Elnyeli a hőt (vagy más típusú energiát)

És miért szívja fel az energiát? Mivel termékeiknek több energiájuk van, mint a reakcióban résztvevő reagensek. A fentiek a következő egyenlet segítségével ábrázolhatók:

ΔG = Ggyárt-Greagensek

Ahol a ΔG a Gibbs szabad energia változása. Mint Gtermék nagyobb (mert energikusabb), mint Greagensek, a kivonásnak nullánál nagyobbnak kell lennie (ΔG> 0). Az alábbi kép összefoglalja, amit most ismertettek:

Vegye figyelembe a termékek és a reagensek közötti energiaállapotok különbségét (lila vonal). Ezért a reagensek nem átalakulnak termékekké (A + B => C), ha először nincs hőelnyelés.

Növelje a rendszer szabad energiáját

Minden endergonikus reakció a rendszer Gibbs szabad energiájának növekedésével jár. Ha egy adott reakcióhoz ΔG> 0 teljesül, akkor nem lesz spontán, és szükségessé teszi a tápegység végrehajtását.

Hogyan lehet matematikailag megismerni, ha egy reakció endergónica? A következő egyenlet alkalmazása:

ΔG = ΔH-TΔS

Ahol AH a reakció entalpiája, vagyis a felszabaduló vagy felszívódott teljes energia; ΔS az entrópia változása, és T a hőmérséklet. A TΔS tényező az energiaveszteség, amelyet nem használnak fel a molekulák fázisban (szilárd, folyékony vagy gáz) tágulásához vagy rendezéséhez..

Így a ΔG az a energia, amelyet a rendszer egy feladat elvégzésére használhat. Mivel az ΔG-nek pozitív jele van az endergonikus reakcióra, az energiát vagy a munkát a rendszerre kell alkalmazni (reagensek) a termékek előállításához..

Ezután tudjuk, hogy az AH (pozitív, endoterm reakció és negatív, exoterm reakció) és a TΔS értékei tudják, hogy a reakció endergonikus. Ez azt jelenti, hogy még akkor is, ha a reakció endoterm, nincs ez feltétlenül endergonikus.

A jégkocka

Például egy jégkocka folyékony vízben elnyelő hőben olvad, ami segít elválasztani molekuláit; azonban a folyamat spontán, ezért nem endergonikus reakció.

És mi a helyzet azzal a helyzettel, ahol a jeget 100 ° C alatti hőmérsékleten megolvasztja? Ebben az esetben a szabad energiájú egyenlet TΔS-értéke kicsi az AH-hoz képest (mivel T csökken), és ennek eredményeként az ΔG pozitív értékkel bír.

Más szóval: -100ºC alatti jégolvasztás endergonikus folyamat, és nem spontán. Hasonló eset a víz 50 ° C körüli fagyasztása, ami nem történik meg spontán módon.

Termékeik kapcsolatai gyengébbek

Az ΔG-hez kapcsolódó másik fontos jellemző az új kötések energiája. A képződött termékek kapcsolatai gyengébbek, mint a reagensek. A kapcsolatok erejének csökkenését azonban kompenzálja a tömeggyarapodás, amely a fizikai tulajdonságokban tükröződik.

Itt a téglafalhoz való viszony elvesztését jelenti. A fentieknek megfelelően a téglákon belüli kapcsolatoknak erősebbeknek kell lenniük, mint azok és a cement között. Azonban a fal egésze merevebb és ellenállóbb a nagyobb tömeg miatt.

A példákban megmagyarázunk valami hasonlót, de cukorral.

Ez exergonikus reakciókkal párosul

Ha az endergonikus reakciók nem spontának, hogyan történnek a természetben? A válasz az, hogy összekapcsolódnak más, teljesen spontán (exergonikus) reakciókkal, amelyek valamilyen módon elősegítik a fejlődésüket.

Például a következő kémiai egyenlet képviseli ezt a pontot:

A + B => C (endergon reakció)

C + D => E (exergonikus reakció)

Az első reakció nem spontán, így természetesen nem történhetett meg. A C termelése azonban lehetővé teszi a második reakció előfordulását, amely E-től származik.

A Gibbs szabad energiák hozzáadása a két reakcióhoz, ΔG1 és ΔG2, az eredmény kisebb, mint nulla (ΔG<0), entonces el sistema presentará un incremento de la entropía y por lo tanto será espontáneo.

Ha a C nem reagált D-vel, az A soha nem képezhette volna, mert nem volt energia-kompenzáció (mint a téglafalú pénz esetében). Azt mondják, hogy a C és D "húzza" A és B reagálni, még akkor is, ha ez egy endergon reakció.

Példák

fotoszintézis

A növények napenergiát használnak szénhidrátok és oxigén előállítására szén-dioxidból és vízből. A CO2 és O2, kis molekulák erős kötéssel, cukrok formájában, gyűrűs szerkezetek, amelyek nehezebbek, szilárdabbak és 186 ° C körüli hőmérsékleten megolvadnak.

Megjegyezzük, hogy a C-C, C-H és C-O kötések gyengébbek, mint az O = C = O és O = O. És egy cukoregységből a növény poliszacharidokat, például cellulózot szintetizálhat.

Biomolekulák és makromolekulák szintézise

Az endergonikus reakciók az anabolikus folyamatok részét képezik. A szénhidrátokhoz hasonlóan más biomolekulák, mint például a fehérjék és a lipidek, komplex mechanizmusokat igényelnek, amelyek nélkül, és az ATP hidrolízis reakciójával való összekapcsolódás nem létezhetne..

Az endergonikus reakciók például az anyagcsere-folyamatok, mint például a celluláris légzés, az ionok sejtmembránokon keresztüli diffúziója és az oxigén transzportja a véráramban..

A gyémántok és a nehéz nyers vegyületek képződése

A gyémántok óriási nyomást és hőmérsékletet igényelnek, hogy komponenseiket kristályos szilárd anyagban tömörítsék.

Néhány kristályosodás azonban spontán, bár nagyon lassan fordulnak elő (a spontaneitás nincs összefüggésben a reakció kinetikájával).

Végül egyedül a nyersolaj az endergon reakciók, különösen a nehéz szénhidrogének vagy az aszfaltének nevezett makromolekulák terméke..

Struktúrájuk nagyon összetett, és ezek szintézise hosszú időre (millió évre), hő- és baktériumhatásra van szükség.

referenciák

  1. QuimiTube. (2014). Endergonikus és exergonikus reakciók. A lap eredeti címe: quimitube.com
  2. Khan Akadémia. (2018). Szabad energia A lap eredeti címe: www.khanacademy.org
  3. Biológia szótár. (2017). Az endergon reakció meghatározása. Lap forrása: biologydictionary.net
  4. Lougee, Mary. (2018. május 18.). Mi az Endergonic reakció? Sciencing. A lap eredeti címe: sciencing.com
  5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2018. június 22.). Endergonic vs Exergonic (példákkal). A lap eredeti címe: thinkco.com
  6. Arrington D. (2018). Endergonic reakció: meghatározás és példák. Tanulmány. Visszaváltva: study.com
  7. Audersirk Byers. (2009). Élet a Földön Mi az energia? [PDF]. A lap eredeti címe: hhh.gavilan.edu