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Dans une réaction chimique, les produits de départ, appelés réactifs, sont convertis en produits. Bien que toutes les réactions chimiques nécessitent unl’entrée d’énergie initiale, appelée énergie d’activation, certaines réactions entraînent une libération nette d’énergie dans l’environnement et d’autres une absorption nette del'énergie des environs. Cette dernière situation s'appelle une réaction endergonique.
Energie de réaction
Les chimistes définissent leur récipient de réaction comme le "système" et toutd'autre dans l'univers que "l'environnement". Par conséquent, quand une réaction endergonique absorbe de l’énergie des environs, elle entre dans le système. Le type opposé estune réaction exergonique, dans laquelle de l'énergie est libérée dans les environs.
La première partie d’une réaction nécessite toujours de l’énergie, quel que soit son type. Même sila combustion du bois dégage de la chaleur et se produit spontanément une fois commencé, vous devez démarrer le processus en ajoutant de l'énergie. La flamme que vous ajoutez pour démarrer le chauffage au bois fournit laénergie d'activation.
Energie d'activation
Pour passer du côté réactif au côté produit de l'équation chimique, vous devez surmonter la barrière d'énergie d'activation. ChaqueLa réaction individuelle a une taille de barrière caractéristique. La hauteur de la barrière n'a rien à voir avec le fait que la réaction soit endergonique ou exergonique; par exemple, une réaction exergoniquepeut avoir une barrière d’énergie d’activation très élevée, ou inversement.
Certaines réactions se déroulent en plusieurs étapes, chaque étape ayant sa propre barrière d’énergie d’activationsurmonter.
Exemples
Les réactions synthétiques ont tendance à être endergoniques et les réactions qui décomposent les molécules ont tendance à être exergoniques. Par exemple, le processus des acides aminésse joindre pour fabriquer une protéine, et la formation de glucose à partir de dioxyde de carbone au cours de la photosynthèse sont deux réactions énergoniques. Cela a du sens, en tant que processus qui construisentdes structures plus grandes sont susceptibles de nécessiter de l'énergie. La réaction inverse - par exemple, la respiration cellulaire du glucose en dioxyde de carbone et en eau - est un processus exergonique.
Des catalyseurs
Les catalyseurs peuvent réduire la barrière d'énergie d'activation d'une réaction. Ils le font en stabilisant la structure intermédiaire qui existe entre celle des molécules de réactif et de produit,rendre la conversion plus facile. Fondamentalement, le catalyseur donne aux réactifs un "tunnel" moins énergique à traverser, ce qui facilite l'accès au côté produit de la barrière d'énergie d'activation.Il existe de nombreux types de catalyseurs, mais certains des plus connus sont les enzymes, catalyseurs du monde de la biologie.
Spontanéité de réaction
Indépendamment de la barrière d'énergie d'activation,seules les réactions exergoniques se produisent spontanément, car elles dégagent de l'énergie. Cependant, nous avons encore besoin de construire des muscles et de réparer notre corps, deux processus énergoniques.Nous pouvons conduire un processus énergonique en le couplant à un processus exergonique qui fournit suffisamment d’énergie pour correspondre à la différence d’énergie entre les réactifs et les produits.