Twee soorten reacties worden beschreven door de woorden endergonic en exergonic. Veel chemische en biologische interacties vinden voortdurend plaats, zowel binnen als buiten het menselijk lichaam. Sommige zijn impulsief, andere niet. En in de wereld van thermische en fysische chemie zijn deze reacties bijna universeel en komen ze vaak voor in een of andere vorm.
Dit artikel maakt gebruik van een beschrijvende tabel om het fundamentele en geavanceerde onderscheid tussen de twee reacties te onderscheiden voor het gemak van leren en begrip door zowel een beginner als een liefhebber van chemicaliën.
Exergonische reacties versus endergonische reacties
Het verschil tussen exergonische reacties en endergonische reacties is dat exergonische reacties spontaan zijn, dat wil zeggen dat ze op natuurlijke wijze plaatsvinden zonder toevoeging van energie of katalysator, terwijl de endergonische reacties niet-spontaan van aard zijn en daarom wordt een externe energiebron verschaft om het functioneren van dit soort chemische reacties te starten.
Een reactie die vrije energie genereert, staat bekend als een 'exergonische' reactie. Aangezien deze reactie energie produceert in plaats van deze te verbruiken, kan het vanzelf gebeuren, zonder tussenkomst van andere krachten.
Exergonische reacties in de biochemie, evenals thermochemie, zijn die waarbij de verandering in vrije energie negatief is (minus in numerieke waarde). De totale hoeveelheid beschikbare energie in een systeem wordt gemeten door vrije energie; negatieve veranderingen geven aan dat energie is ontladen, terwijl positieve veranderingen aangeven dat energie is behouden.
Een endergonische reactie vereist de opname van energie. Dit zijn geen onvrijwillige reacties die niet spontaan zijn. Om aan de slag te gaan, hebben ze inspanning of kracht nodig, voornamelijk in de vorm van energie. Vaak is de energie die nodig is om de reactie te starten alles wat nodig is, terwijl andere keren de reactie energie absorbeert tijdens het hele proces.
De algemene rol van een endergonische reactie is om energie vrij te maken uit koolhydraatmoleculen of een verondersteld voedselmolecuul, waardoor wezens kunnen gedijen zonder alleen op zonlicht te vertrouwen voor energie.
Vergelijkingstabel tussen exergonische en endergonische reacties
| Parameters van vergelijking: | Exergonische reacties | Endergonische reacties |
| Definitie | Exergonische reacties zijn de spontane reacties die energie afgeven in de vorm van warmte of damp. | Endergonische reacties zijn ook bekend als niet-spontane reacties of ongunstige reacties. De reactie vereist meer energie dan je ontvangt |
| Gibbs gratis energie | Waarde van Gibbs Free Energy is negatief. | Waarde van Gibbs Free Energy is positief. |
| Entropieniveau | Het niveau van entropie wordt verhoogd in een typische exergonische reactie. | De entropie wordt verlaagd bij een endergonische reactie. |
| Energiebehoefte | Geeft energie meestal in de vorm van warmte. | Neemt energie op via de omgeving voor het initiëren van de reactie of het voortzetten ervan. |
| Voorbeelden | De reactie van natrium en chloor om keukenzout, verbranding en chemiluminescentie te maken. Bij deze reactie komt energie vrij in de vorm van licht. | De chemische reactie van fotosynthese is een goed voorbeeld van endergonische reacties. |
Wat is exergonische reacties?
Exergonic zijn onomkeerbare reacties die van nature in de omgeving voorkomen. De term "spontaan" verwijst naar iets dat klaar of enthousiast is om te gebeuren met weinig of geen externe stimulatie.
Bij blootstelling aan zuurstof in de atmosfeer zal bijvoorbeeld natrium verbranden. Een ander voorbeeld van exergonische reacties is het roken van hout. In de studie van chemische thermodynamica worden dergelijke processen gunstige reacties genoemd omdat ze meer warmte produceren.
Onder standaardtemperatuur en -druk is de vrije energie van Gibbs nul, wat aangeeft dat er meer warmte wordt opgenomen dan geabsorbeerd. Dit zijn reacties die niet teruggedraaid kunnen worden. Exergonische reacties zijn reacties waarbij covalente bindingen worden verbroken, waardoor de energie vrijkomt die in die interacties is opgeslagen. Katabolisme - het destructieve deel van het metabolisme - verwijst naar deze chemische afbraakprocessen.
Levende organismen gebruiken exergonische processen om energie te transporteren van "opslag" in één component, zoals vet of suiker, naar een geactiveerde toestand, zoals ATP. Dit zou worden bereikt door de covalente bindingen van suiker of vet op te lossen en de energie ervan over te dragen aan een molecuul dat in het soort elektronen of een andere valuta wordt genoemd.
De vrije energie van Gibbs is negatief. Omdat spontane reacties een numerieke waarde van Gibb's energie hebben, betekent dit, wanneer berekend met behulp van de thermodynamische relatie, dat een exergonische reactie altijd een spontane reactie of een kunstmatige of geïnduceerde reactie is.
Wat is endergonische reacties?
Een proces waarbij warmte of enige vorm van energie wordt geabsorbeerd, staat bekend als een endergonische reactie. Dit betekent dat de algehele verandering in vrije energie chemisch positief is.
Veel processen in de natuur kunnen alleen plaatsvinden als er voldoende energie uit de omgeving beschikbaar is. Deze processen kunnen niet alleen plaatsvinden, omdat ze veel energie vergen om de chemische bindingen op te lossen.
Externe energie helpt bij het oplossen van deze verbindingen. De energie die vrijkomt als gevolg van het verbreken van de binding, voedt vervolgens de reactie. De energie die vrijkomt bij het afbreken van chemische bindingen is soms onvoldoende om de reactie gaande te houden. Voor dergelijke omstandigheden is externe energie nodig om de reactie voort te zetten.
Een spontane reactie wordt aangegeven door een min (-) Gibbs vrije energie. In het geval van endergonische reacties is deze Gibbs-vrije energie positief (+), wat aangeeft dat de reactie niet spontaan is. Ongunstige reacties zijn een ander woord voor niet-spontane reacties.
Voor het bevorderen van een niet-spontane reactie wordt de energiebehoefte extern gegeven. Hierdoor is de energie per eenheid groter dan de hoeveelheid reactanten. Als gevolg hiervan is de verandering in enthalpie een positief getal.
Belangrijkste verschillen tussen exergonische en endergonische reacties
Gevolgtrekking
Veel reacties vinden plaats in de natuur en zelfs in ons lichaam om energie af te voeren of om een aantal covalente bindingen af te breken voor een essentieel proces en deze reacties bestaan grotendeels uit spontane of niet-spontane aard.
Zowel exergonische als endergonische reacties treden meestal op wanneer de reactie in evenwicht is, daarom komen ze heel vaak voor in je lichaam terwijl je dit artikel leest! Beide reacties omvatten veranderingen in de Gibbs Vrije Energie en het verschil in hun entropie maakt ze tegengesteld aan elkaar. Bij het beschouwen van thermodynamische chemie kunnen beide reacties verder worden geclassificeerd onder endotherme en exotherme reacties op basis van inname en verdrijving van energie alleen in de vorm van warmte-energie.
