Atšķirība starp eksergoniskām un endergoniskām reakcijām

Cilvēka ķermenī un ārpus tā nepārtraukti notiek daudzas ķīmiskas un bioloģiskas reakcijas. Daži no tiem ir spontāni, bet citi - spontāni. Spontānas reakcijas tiek sauktas par eksergoniskām reakcijām, turpretī nespontānas reakcijas tiek sauktas par endergoniskām reakcijām.

Endergonic reakcijas

Dabā ir daudz reakciju, kas var notikt tikai tad, ja no apkārtējās vides tiek piegādāts pietiekams daudzums enerģijas. Šīs reakcijas pašas par sevi nevar notikt, jo tām ir vajadzīgs liels enerģijas daudzums, lai izjauktu ķīmiskās saites. Ārējā enerģija palīdz salauzt šīs saites. Enerģija, kas atbrīvota no saišu sabrukšanas, turpina reakciju turpināties. Reizēm enerģijas, kas izdalās ķīmisko saišu pārrāvuma laikā, ir pārāk maz, lai noturētu reakciju. Šādos gadījumos reakcijas norisei nepieciešama ārēja enerģija. Šādas reakcijas sauc par endergoniskām reakcijām.

Ķīmiskajā termodinamikā šīs reakcijas sauc arī par nelabvēlīgām vai nespontānām reakcijām. Gibba brīvā enerģija pastāvīgā temperatūrā un spiedienā ir pozitīva, kas nozīmē, ka vairāk enerģijas tiek absorbēts, nevis atbrīvots.

Endergonisko reakciju piemēri ir olbaltumvielu sintēze, nātrija - kālija pumpis uz šūnu membrānas, nervu vadīšana un muskuļu kontrakcija. Olbaltumvielu sintēze ir anaboliska reakcija, kurai vajadzīgas nelielas aminoskābju molekulas, kas saiet kopā, lai veidotu olbaltumvielu molekulu. Lai izveidotu peptīdu saites, tas prasa daudz enerģijas. Nātrija kālija pumpis uz šūnu membrānas ir saistīts ar nātrija jonu izsūknēšanu un kālija jonu pārvietošanos pret koncentrācijas gradientu, lai nodrošinātu šūnu depolarizāciju un nervu vadīšanu. Šī kustība pret koncentrācijas gradientu prasa daudz enerģijas, kas rodas no Adenozīntrifosfāta molekulas (ATP) sadalīšanās. Līdzīgi muskuļu saraušanās var notikt tikai tad, ja esošās saites starp aktīnu un miozīna šķiedrām (muskuļu olbaltumvielām) saplīst, veidojot jaunas saites. Tas prasa arī milzīgu enerģijas daudzumu, kas nāk no ATP sabrukuma. Tieši šī iemesla dēļ ATP ir pazīstama kā universāla enerģijas molekula. Fotosintēze augos ir vēl viens endergonic reakcijas piemērs. Lapā ir ūdens un glikoze, tomēr tā nevar radīt savu ēdienu, ja tā nav saņēmusi saules gaismu. Saules gaisma šajā gadījumā ir ārējs enerģijas avots.

Lai notiktu ilgstoša endotermiska reakcija, produkti, kuriem jānotiek, jānovērš sekojošā eksergoniskā reakcijā, lai produktu koncentrācija vienmēr būtu zema. Vēl viens piemērs ir ledus kausēšana, kurai nepieciešams latents karstums, lai sasniegtu kušanas temperatūru. Pārejas stāvokļa aktivizācijas enerģijas barjeras sasniegšanas process ir endergonisks. Kad pārejas posms ir sasniegts, reakcija var turpināties, lai iegūtu stabilākus produktus.

Eksergoniskas reakcijas

Šīs reakcijas ir neatgriezeniskas reakcijas, kas dabā notiek spontāni. Spontāni tas nozīmē gatavību vai vēlmi notikt ar ļoti nelielu ārēju stimulu. Piemērs ir nātrija sadedzināšana, ja to ietekmē atmosfērā esošais skābeklis. Žurnāla sadedzināšana ir vēl viens eksergonisko reakciju piemērs. Šādas reakcijas atbrīvo vairāk siltuma un tiek sauktas par labvēlīgām reakcijām ķīmiskās termodinamikas jomā. Gibba brīvā enerģija pastāvīgā temperatūrā un spiedienā ir negatīva, kas nozīmē, ka vairāk enerģijas tiek atbrīvots, nevis absorbēts. Tās ir neatgriezeniskas reakcijas.

Šūnu elpošana ir klasisks eksergoniskas reakcijas piemērs. Apmēram 3012 kJ enerģijas tiek atbrīvots, ja viena glikozes molekula tiek pārveidota par oglekļa dioksīdu. Organismi šo klizmu izmanto citām šūnu darbībām. Visas kataboliskās reakcijas, t.i., lielas molekulas sadalīšana mazākās molekulās ir eksergoniska reakcija. Piemēram, ogļhidrātu, tauku un olbaltumvielu sadalīšanās atbrīvo dzīvu organismu enerģiju darbu veikšanai.

Dažas eksergoniskas reakcijas nenotiek spontāni, un reakcijas sākšanai nepieciešams neliels enerģijas patēriņš. Šo enerģijas ievadi sauc par aktivizācijas enerģiju. Kad vajadzība pēc aktivizācijas enerģijas ir izpildīta no ārēja avota, reakcija notiek, lai sabojātu saites un veidotos jaunas saites, un enerģija tiek atbrīvota, kad notiek reakcija. Tā rezultātā tiek iegūts tīrs enerģijas ieguvums apkārtējā sistēmā un enerģijas zudumi no reakcijas sistēmas.

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

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