Endergoniske reaksjonsegenskaper, eksempler



en endergonisk reaksjon Det er den som ikke kan passere spontant, og krever også en høy energiforsyning. I kjemi er denne energien vanligvis kalorisk. Den mest kjente blant alle endergoniske reaksjoner er endoterme reaksjoner, det vil si de som absorberer varme til å produsere.

Hvorfor er ikke alle reaksjonene spontane? Fordi de går oppoverbakke til termodynamikkloven: de bruker energi og systemene som er dannet av de involverte artene, reduserer deres entropi; det vil si for kjemiske formål blir de molekylært mer ordnet.

Å bygge en murvegg er et eksempel på en endergonisk reaksjon. Klossene alene er ikke kompakte nok til å danne en solid kropp. Dette skyldes at det ikke er energiøkning som fremmer sine fagforeninger (reflekteres også i deres mulige lave intermolekylære interaksjoner).

Så, for å bygge veggen trenger du sement og en arbeidsstyrke. Dette er energi, og den ikke-spontane reaksjonen (veggen vil ikke bli bygget automatisk) blir mulig hvis en energibesparelse oppfattes (økonomisk, når det gjelder veggen).

Hvis det ikke er noen fordel, vil veggen kollapse før det oppstår forstyrrelser, og mursteinene kan aldri holdes sammen. Det samme gjelder for mange kjemiske forbindelser, hvis byggeblokker ikke kan forene spontant.

index

  • 1 Kjennetegn ved en endergonisk reaksjon
    • 1.1 Øk systemets frie energi
    • 1.2 Koblingene til produktene deres er svakere
    • 1.3 Det er kombinert med eksergoniske reaksjoner
  • 2 Eksempler
    • 2.1 Fotosyntese
    • 2.2 Syntese av biomolekyler og makromolekyler
    • 2.3 Dannelsen av diamanter og tunge råforbindelser
  • 3 referanser

Kjennetegn ved en endergonisk reaksjon

Hva om veggen kan bygges spontant? For dette må samspillet mellom mursteinene være veldig sterke og stabile, så mye at sement eller en person som bestiller dem ikke vil være nødvendig; mens mursteinen, mens den er motstandsdyktig, er den herdede sementen som holder dem sammen og ikke riktig mursteinens materiale.

Derfor er de første egenskapene ved en endergonisk reaksjon:

-Det er ikke spontant

-Absorberer varme (eller annen type energi)

Og hvorfor absorberer det energi? Fordi deres produkter har mer energi enn reaktantene som er involvert i reaksjonen. Ovennevnte kan representeres med følgende ligning:

ΔG = Gprodusere-Greagenser

Hvor ΔG er endringen av Gibbs fri energi. Som Gprodukt er større (fordi det er mer energisk) enn Greagenser, Subtraksjonen må være større enn null (ΔG> 0). Følgende bilde oppsummerer det som nettopp har blitt forklart:

Legg merke til forskjellen mellom energistatusene mellom produktene og reagensene (lilla linjen). Derfor omdannes ikke reaktantene til produkter (A + B => C) hvis det ikke er noen varmeabsorpsjon først.

Øk systemets frie energi

Hver endergonisk reaksjon har en tilhørende økning i Gibbs fri energi i systemet. Hvis, for en bestemt reaksjon, ΔG> 0 er oppfylt, vil det ikke være spontant og vil kreve en strømforsyning som skal utføres.

Hvordan vet jeg matematisk hvis en reaksjon er eller ikke endergónica? Bruk av følgende ligning:

ΔG = ΔH-TΔS

Hvor ΔH er entalpien til reaksjonen, det vil si den totale energien som frigis eller absorberes; ΔS er entropiendringen, og T temperaturen. Faktoren TΔS er tapet av energi som ikke brukes i ekspansjon eller bestilling av molekyler i en fase (fast, flytende eller gass).

Dermed er ΔG den energien som systemet kan bruke til å utføre en jobb. Siden ΔG har et positivt tegn på en endergonisk reaksjon, må energi eller arbeid påføres systemet (reagenser) for å oppnå produktene.

Da vet vi at verdiene til ΔH (positive, for en endoterm reaksjon og negativ, for en eksoterm reaksjon), og TΔS, kan vi vite om reaksjonen er endergonisk. Dette betyr at selv om en reaksjon er endoterm, ikke det er nødvendigvis endergonic.

Isen terning

For eksempel smelter en isterning i flytende vannabsorberende varme, som bidrar til å separere molekylene sine; prosessen er imidlertid spontan, og derfor er det ikke en endergonisk reaksjon.

Og hva med situasjonen hvor du vil smelte isen ved en temperatur godt under -100ºC? I dette tilfellet blir termen TΔS av den frie energiforlikningen liten sammenlignet med ΔH (fordi T minker), og som et resultat vil ΔG ha en positiv verdi.

Med andre ord: smeltende is under -100ºC er en endergonisk prosess, og det er ikke spontan. Et lignende tilfelle er å fryse vann rundt 50ºC, som ikke skjer spontant.

Koblingene til produktene deres er svakere

En annen viktig egenskap, også relatert til ΔG, er energien til de nye obligasjonene. Koblingene til de dannede produktene er svakere enn de av reagensene. Imidlertid kompenseres reduksjonen i styrken av koblingene av en masseforsterkning, som reflekteres i de fysiske egenskapene.

Her begynner sammenligningen med murvegg å miste mening. Ifølge ovenstående må koblingene inne i mursteinene være sterkere enn de mellom dem og sementen. Imidlertid er veggen som helhet mer stiv og motstandsdyktig på grunn av sin større masse.

I delen av eksemplene vil du forklare noe lignende, men med sukker.

Det er kombinert med eksergoniske reaksjoner

Hvis de endergoniske reaksjonene ikke er spontane, hvordan foregår de i naturen? Svaret skyldes koblingen med andre reaksjoner som er ganske spontane (eksergoniske) og som på en eller annen måte fremmer deres utvikling.

For eksempel representerer følgende kjemiske ligning dette punktet:

A + B => C (endergonisk reaksjon)

C + D => E (eksergonisk reaksjon)

Den første reaksjonen er ikke spontan, så det kunne ikke naturlig skje. Produksjonen av C tillater imidlertid at den andre reaksjonen oppstår, med opprinnelse E.

Legge til Gibbs frie energier for de to reaksjonene, ΔG1 og ΔG2, med et resultat mindre enn null (ΔG<0), entonces el sistema presentará un incremento de la entropía y por lo tanto será espontáneo.

Hvis C ikke reagerte med D, kunne A aldri danne det, fordi det ikke var noen energikompensasjon (som i tilfelle penger med murvegg). Det sies da at C og D "trekker" A og B for å reagere, selv om det er en endergonisk reaksjon.

eksempler

fotosyntese

Planter bruker solenergi til å skape karbohydrater og oksygen fra karbondioksid og vann. CO2 og O2, Små molekyler med sterke bindinger, form sukkerarter, av ringstrukturer, som er tyngre, mer faste og smelter ved en temperatur rundt 186ºC.

Legg merke til at C-C, C-H og C-O bindingene er svakere enn de for O = C = O og O = O. Og fra en enhet av sukker, kan planten syntetisere polysakkarider, slik som cellulose.

Syntese av biomolekyler og makromolekyler

Endergoniske reaksjoner er en del av anabole prosesser. Som karbohydrater, andre biomolekyler så som proteiner og lipider, krever kompliserte mekanismer som uten dem, og koblingsreaksjonen med ATP-hydrolyse, ikke kan eksistere.

Videre er de metabolske prosesser som cellulær respirasjon, diffusjonen av ioner gjennom cellemembraner, mens oksygenets transport av blodstrømmen, er eksempler på reaksjoner energonic.

Dannelsen av diamanter og tunge råforbindelser

Diamanter krever enorme trykk og temperaturer, slik at komponentene kan komprimeres i et krystallinsk fast stoff.

Imidlertid er noen krystalliseringer spontane, selv om de forekommer ved svært lave hastigheter (spontanitet har ikke noe forhold til reaksjonens kinetikk).

Endelig representerer råolje alene et produkt av endergoniske reaksjoner, spesielt tunge hydrokarboner eller makromolekyler som kalles asfaltener..

Deres strukturer er svært komplekse, og syntesen av dem krever lang tid (millioner år), varme og bakteriell virkning.

referanser

  1. QuimiTube. (2014). Endergoniske og eksergoniske reaksjoner. Hentet fra: quimitube.com
  2. Khan Academy. (2018). Fri energi Hentet fra: www.khanacademy.org
  3. Biologi ordbok. (2017). Definisjon av endergonisk reaksjon. Hentet fra: biologydictionary.net
  4. Lougee, Mary. (18. mai 2018). Hva er en Endergonic Reaction? Sciencing. Hentet fra: sciencing.com
  5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22. juni 2018). Endergonic vs Exergonic (med eksempler). Hentet fra: thoughtco.com
  6. Arrington D. (2018). Endergonic reaksjon: definisjon og eksempler. Study. Hentet fra: study.com
  7. Audersirk Byers. (2009). Livet på jorden Hva er energi? [PDF]. Hentet fra: hhh.gavilan.edu