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Em uma reação química, os materiais de partida, chamados reagentes, são convertidos em produtos. Embora todas as reações químicas exijam uma entrada de energia inicial, conhecida como energia de ativação, algumas reações resultam em uma liberação líquida de energia para o ambiente e outras resultam em uma absorção líquida de energia do ambiente. A última situação é chamada de reação endergônica.
Energia de reação
Os químicos definem seu vaso de reação como o "sistema" e todo o resto do universo como o "ambiente". Portanto, quando uma reação endergônica absorve energia do ambiente, a energia entra no sistema. O tipo oposto é uma reação exergônica, na qual a energia é liberada no ambiente.
A primeira parte de qualquer reação sempre requer energia, independentemente do tipo de reação. Mesmo que a queima de madeira libere calor e ocorra espontaneamente após o início, você precisa iniciar o processo adicionando energia. A chama que você adiciona para iniciar a queima da madeira fornece a energia de ativação.
Energia de ativação
Para ir do lado do reagente para o lado do produto da equação química, você deve superar a barreira de energia de ativação. Cada reação individual tem um tamanho de barreira característico. A altura da barreira não tem nada a ver com a reação ser endergônica ou exergônica; por exemplo, uma reação exergônica pode ter uma barreira energética de ativação muito alta ou vice-versa.
Algumas reações ocorrem em várias etapas, com cada etapa tendo sua própria barreira de energia de ativação a ser superada.
Exemplos
As reações sintéticas tendem a ser endergônicas, e as reações que quebram as moléculas tendem a ser exergônicas. Por exemplo, o processo de junção de aminoácidos para formar uma proteína e a formação de glicose a partir do dióxido de carbono durante a fotossíntese são reações endergônicas. Isso faz sentido, pois os processos que constroem estruturas maiores provavelmente requerem energia. A reação reversa - por exemplo, a respiração celular de glicose em dióxido de carbono e água - é um processo exergônico.
Catalisadores
Os catalisadores podem reduzir a barreira de energia de ativação de uma reação. Eles fazem isso estabilizando a estrutura intermediária que existe entre a estrutura do reagente e as moléculas do produto, facilitando a conversão. Basicamente, o catalisador fornece aos reagentes um "túnel" de menor energia para passar, facilitando o acesso ao lado do produto da barreira de energia de ativação. Existem muitos tipos de catalisadores, mas alguns dos mais conhecidos são enzimas, catalisadores do mundo da biologia.
Espontaneidade da reação
Independentemente da barreira de energia de ativação, apenas as reações exergônicas ocorrem espontaneamente, porque liberam energia. No entanto, ainda precisamos construir músculos e reparar nossos corpos, que são processos endergônicos. Podemos conduzir um processo endergônico, acoplando-o a um processo exergônico que fornece energia suficiente para corresponder à diferença de energia entre reagentes e produtos.