Endergonik reaksiyon özellikleri, örnekler



bir endergonik reaksiyon kendiliğinden geçemeyen ve aynı zamanda yüksek bir enerji kaynağı gerektirendir. Kimyada bu enerji genellikle kaloridir. Tüm endergonik reaksiyonlar arasında en bilinenleri endotermik reaksiyonlardır, yani üretmek için ısıyı absorbe eden reaksiyonlardır..

Neden tüm reaksiyonlar kendiliğinden değil? Çünkü termodinamik yasalarına göre yokuş yukarı gidiyorlar: enerji tüketiyorlar ve dahil olan türlerin oluşturduğu sistemler entropilerini azaltıyor; yani kimyasal amaçlar için moleküler olarak daha düzenli hale gelirler.

Bir tuğla duvar inşa etmek bir endergonik reaksiyonun bir örneğidir. Tek başına tuğlalar katı bir gövde oluşturacak kadar kompakt değildir. Bunun nedeni, sendikalarını destekleyen hiçbir enerji kazancının bulunmamasıdır (düşük moleküller arası etkileşimlere de yansırlar)..

Yani, duvarı inşa etmek için çimentoya ve işgücüne ihtiyacınız var. Bu enerjidir ve bir enerji faydası algılandığında (duvar durumunda ekonomik) kendiliğinden olmayan reaksiyon (duvar otomatik olarak kurulmayacaktır) mümkün olur.

Faydası olmazsa, duvar herhangi bir rahatsızlık vermeden yıkılır ve tuğlaları bir arada tutulamaz. Aynı şey, yapı taşları kendiliğinden birleşemeyen birçok kimyasal bileşik için de geçerlidir..

indeks

  • 1 Bir endergonik reaksiyonun özellikleri
    • 1.1 Sistemin serbest enerjisini arttırın
    • 1.2 Ürünlerinin bağlantıları daha zayıf
    • 1.3 Exergonic reaksiyonları ile bağlanır
  • 2 Örnekler
    • 2.1 Fotosentez
    • 2.2 Biyomoleküllerin ve makromoleküllerin sentezi
    • 2.3 Elmasların ve ağır ham bileşiklerin oluşumu
  • 3 Kaynakça

Endergonik bir reaksiyonun özellikleri

Ya duvar kendiliğinden inşa edilebilirse? Bunun için, tuğlalar arasındaki etkileşimler çok güçlü ve sağlam olmalıdır, öyle ki çimentoya veya sipariş eden bir kişiye ihtiyaç duyulmayacak; tuğla duvar, dayanıklı iken, tuğla malzemesini bir arada tutan sert bir çimentodur.

Bu nedenle, bir endergonik reaksiyonun ilk özellikleri şunlardır:

-Kendiliğinden değil

-Isıyı emer (veya diğer enerji türlerini)

Ve neden enerjiyi emiyor? Çünkü ürünleri, reaksiyona dahil olan reaktanlardan daha fazla enerjiye sahiptir. Yukarıdaki, aşağıdaki denklem ile gösterilebilir:

ΔG = Güretmek-G,reaktifler

ΔG, Gibbs serbest enerjisinin değişmesidir. G olarakürün G'den daha büyük (çünkü daha enerjik)reaktifler, çıkarma sıfırdan büyük olmalıdır (>G> 0). Aşağıdaki görüntü, henüz açıklanmış olanı özetlemektedir:

Ürünler ile reaktifler arasındaki enerji durumları arasındaki farkı not edin (mor çizgi). Bu nedenle, ilk başta ısı emilimi yoksa, tepkenler ürünlere (A + B => C) dönüşmez..

Sistemin serbest enerjisini arttırın

Her endergonik reaksiyon, sistemin Gibbs serbest enerjisinde ilişkili bir artışa sahiptir. Belirli bir reaksiyon için, ΔG> 0 karşılanırsa, o zaman kendiliğinden olmayacak ve gerçekleştirilmesi için bir güç kaynağı gerektirecektir.

Bir reaksiyon endergónica olup olmadığını matematiksel olarak nasıl öğrenirim? Aşağıdaki denklemi uygulamak:

ΔG = ΔH-TΔS

ΔH, reaksiyonun entalpisi olduğunda, yani salınan veya absorbe edilen toplam enerji; ΔS entropi değişimi ve T sıcaklığıdır. TΔS faktörü, bir fazdaki moleküllerin genleşmesinde veya sıralanmasında kullanılmayan enerji kaybıdır (katı, sıvı veya gaz).

Bu nedenle ΔG, sistemin bir işi gerçekleştirmek için kullanabileceği enerjidir. ΔG endergonik bir reaksiyon için pozitif bir işarete sahip olduğundan, ürünleri elde etmek için sisteme (reaktifler) enerji veya iş uygulanmalıdır.

Daha sonra ΔH (bir endotermik reaksiyon için pozitif ve ekzotermik bir reaksiyon için negatif) ve TΔS değerlerini bilmek, reaksiyonun enderonik olup olmadığını anlayabiliriz. Bunun anlamı, bir reaksiyon endotermik olsa bile, hayır mutlaka endergonik.

Buz küpü

Örneğin, bir buz küpü sıvı su emen ısıda erir, bu da moleküllerini ayırmaya yardımcı olur; bununla birlikte, işlem kendiliğindendir ve bu nedenle, endergonik bir reaksiyon değildir.

Peki buzu -100ºC'nin altındaki bir sıcaklıkta eritmek istediğiniz durum ne olacak? Bu durumda, serbest enerji denkleminin TΔS terimi ΔH'ye kıyasla küçük olur (çünkü T düşer) ve sonuç olarak ΔG pozitif bir değere sahip olacaktır..

Başka bir deyişle: -100ºC'nin altındaki buzun erimesi endergonik bir işlemdir ve kendiliğinden değildir. Benzer bir durum, kendiliğinden oluşmayan 50ºC civarında suyu dondurmaktır..

Ürünlerinin bağlantıları daha zayıf

ΔG ile de ilgili bir diğer önemli özellik de yeni bağların enerjisidir. Oluşan ürünlerin bağlantıları reaktiflerinkilerden daha zayıftır. Bununla birlikte, bağlantıların gücündeki azalma, fiziksel özelliklere yansıyan bir kütle kazancı ile telafi edilir..

Burada tuğla duvarla yapılan karşılaştırma anlamını yitirmeye başlar. Yukarıdakilere göre, tuğlaların içindeki bağlantılar çimento ile aralarındakilerden daha güçlü olmalıdır. Bununla birlikte, bir bütün olarak duvar, daha büyük kütlesi nedeniyle daha sert ve dayanıklıdır..

Örnekler bölümünde benzer fakat şekerli bir şeyler açıklanacaktır..

Ekzonomik reaksiyonlarla birleşir.

Eğer endergonik reaksiyonlar kendiliğinden değilse, doğada nasıl meydana gelirler? Bunun cevabı, oldukça kendiliğinden olan (ekzonomik) ve bir şekilde onların gelişimini teşvik eden diğer reaksiyonlarla eşleşmeden kaynaklanmaktadır..

Örneğin, aşağıdaki kimyasal denklem bu noktayı temsil eder:

A + B => C (endergonik reaksiyon)

C + D => E (ekzonomik reaksiyon)

İlk reaksiyon kendiliğinden değil, bu yüzden doğal olarak gerçekleşemedi. Bununla birlikte, C'nin üretilmesi, E'den kaynaklanan ikinci reaksiyonun gerçekleşmesine izin verir..

İki reaksiyon için Gibbs serbest enerjileri ekleme, ΔG1 ve ΔG2, sonuç sıfırdan az ((G<0), entonces el sistema presentará un incremento de la entropía y por lo tanto será espontáneo.

C, D ile reaksiyona girmediyse, A hiçbir zaman onu oluşturamazdı, çünkü enerji telafisi yoktu (tuğla duvarla olduğu gibi). O zaman C ve D'nin endergonik bir reaksiyon olmasına rağmen reaksiyona girmek için A ve B'yi "çektiği" söylenir..

Örnekler

fotosentez

Bitkiler karbon dioksit ve sudan karbonhidrat ve oksijen oluşturmak için güneş enerjisi kullanır. CO2 ve O2, güçlü bağlara sahip küçük moleküller, şekerler, daha ağır, daha katı ve 186ºC civarında bir sıcaklıkta eriyen halka yapılarından oluşur..

C-C, C-H ve C-O bağlarının O = C = O ve O = O'nunkinden daha zayıf olduğuna dikkat edin. Ve bir birim şekerden, bitki, selüloz gibi polisakaritleri sentezleyebilir.

Biyomoleküllerin ve makromoleküllerin sentezi

Endergonik reaksiyonlar anabolik işlemlerin bir parçasıdır. Karbonhidratlar gibi, proteinler ve lipidler gibi diğer biyomoleküller, onlarsız ve ATP'nin hidroliz reaksiyonu ile birleşemeyen karmaşık mekanizmalar gerektirir..

Ayrıca, hücresel solunum, iyonların hücre zarları yoluyla difüzyonu ve oksijenin kan dolaşımında taşınması gibi metabolik işlemler endergonik reaksiyonların örnekleridir..

Elmas oluşumu ve ağır ham bileşikler

Elmaslar, büyük bir basınç ve sıcaklık gerektirir, böylece bileşenleri bir kristal katı halinde sıkıştırılabilir..

Bununla birlikte, bazı kristalleşmeler çok düşük hızlarda meydana gelmelerine rağmen kendiliğindendir (kendiliğindenliğin tepkimenin kinetiği ile hiçbir ilgisi yoktur)..

Son olarak, tek başına ham yağ, endergonik reaksiyonların, özellikle asfalten adı verilen ağır hidrokarbonların veya makromoleküllerin bir ürününü temsil eder..

Yapıları çok karmaşık ve bunların sentezi uzun zaman (milyonlarca yıl), ısı ve bakteri etkisi gerektiriyor.

referanslar

  1. QuimiTube. (2014). Endergonik ve ekzonomik reaksiyonlar. Alınan: quimitube.com
  2. Khan Akademisi. (2018). Serbest enerji Alınan: www.khanacademy.org
  3. Biyoloji Sözlüğü. (2017). Endergonik reaksiyonun tanımı. Alınan kaynak: biologydictionary.net
  4. Lougee, Mary. (18 Mayıs 2018). Endergonik Reaksiyon Nedir? Sciencing. Şu kaynaktan alındı: sciencing.com
  5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22 Haziran 2018). Endergonik ve Ekzonomik (Örneklerle). Alınan adres: thoughtco.com
  6. Arrington D. (2018). Endergonik reaksiyon: tanım ve örnekler. Çalışma. Alınan: study.com
  7. Audersirk Byers. (2009). Dünyadaki Yaşam Enerji Nedir? [PDF]. Alınan: hhh.gavilan.edu