Exergonic ja Endergonic reaktsioonide erinevus

Inimkehas ja väljaspool seda toimub pidevalt palju keemilisi ja bioloogilisi reaktsioone. Mõned neist on spontaansed ja mõned mitte spontaansed. Spontaanseid reaktsioone nimetatakse eksergoonilisteks reaktsioonideks, mitte spontaanseid reaktsioone aga endergoonilisteks reaktsioonideks.

Endergonic reaktsioonid

Looduses on palju reaktsioone, mis võivad toimuda ainult siis, kui ümbrusest saadakse piisavalt energiat. Need reaktsioonid iseseisvalt ei saa toimuda, kuna keemiliste sidemete purunemiseks on vaja palju energiat. Väline energia aitab neid sidemeid murda. Seejärel hoiab sidemete purunemisest vabanev energia reaktsiooni edasi. Mõnikord on keemiliste sidemete purunemisel vabanev energia reaktsiooni püsimiseks liiga vähe. Sellistel juhtudel on reaktsiooni jätkamiseks vaja välist energiat. Selliseid reaktsioone nimetatakse endergonic reaktsioonideks.

Keemilises termodünaamikas nimetatakse neid reaktsioone ka ebasoodsateks või mitte-spontaanseteks reaktsioonideks. Gibbsi vaba energia on konstantsel temperatuuril ja rõhul positiivne, mis tähendab, et rohkem energiat neeldub, mitte ei eraldu.

Endergooniliste reaktsioonide näideteks on valkude süntees, rakumembraanil olev naatriumi - kaaliumi pump, närvijuhtivus ja lihaste kokkutõmbumine. Valgu süntees on anaboolne reaktsioon, mille korral valgu molekuli moodustamiseks on vaja väikeste aminohappemolekulide kokkusobimist. Peptiidsidemete moodustamiseks on vaja palju energiat. Naatriumkaaliumi pump rakumembraanil on seotud naatriumioonide väljapumpamise ja kaaliumioonide liikumisega kontsentratsioonigradiendi suhtes, et võimaldada rakkude depolarisatsiooni ja närvide juhtivust. See kontsentratsioonigradiendi liikumine nõuab palju energiat, mis tuleb adenosiintrifosfaadi molekuli (ATP) lagunemisel. Samamoodi võib lihaste kokkutõmbumine toimuda ainult siis, kui olemasolevad aktiini ja müosiinikiudude (lihasvalkude) vahelised sidemed purunevad uute sidemete moodustamiseks. See nõuab ka tohutult energiat, mis tuleb ATP lagunemisel. Just sel põhjusel on ATP tuntud kui universaalne energiamolekul. Taimede fotosüntees on veel üks näide endergonic reaktsioonist. Lehel on vesi ja glükoos, kuid ta ei saa oma toitu ise, kui ta ei saa päikesevalgust. Päikesevalgus on sel juhul väline energiaallikas.

Pideva endotermilise reaktsiooni ilmnemiseks peavad produktid järgneva eksergoonilise reaktsiooni kaudu olema elimineerunud, nii et produkti kontsentratsioon jääb alati madalaks. Teine näide on jää sulamine, mille sulamispunkti jõudmiseks on vaja varjatud soojust. Üleminekuoleku aktiveerimise energiabarjääri tasemeni jõudmise protsess on endergonic. Kui üleminekuetapp on saavutatud, võib reaktsioon toimuda stabiilsemate produktide saamiseks.

Eksergoonilised reaktsioonid

Need reaktsioonid on pöördumatud reaktsioonid, mis esinevad spontaanselt. Spontaanselt tähendab see valmisolekut või innukust juhtuda väga väikeste väliste stiimulitega. Näide on naatriumi põletamine atmosfääris oleva hapnikuga kokkupuutel. Palgi põletamine on veel üks näide eksergoonilistest reaktsioonidest. Sellised reaktsioonid vabastavad rohkem soojust ja neid nimetatakse keemiliste termodünaamika valdkonnas soodsateks reaktsioonideks. Gibbsi vaba energia on konstantsel temperatuuril ja rõhul negatiivne, mis tähendab, et rohkem energiat vabaneb, mitte ei imendu. Need on pöördumatud reaktsioonid.

Rakuline hingamine on eksergoonilise reaktsiooni klassikaline näide. Kui üks molekul glükoosi muundatakse süsinikdioksiidiks, vabaneb umbes 3012 kJ energiat. Organismid kasutavad seda eeterlikkust muudeks raku toiminguteks. Kõik kataboolsed reaktsioonid, st suure molekuli lagundamine väiksemateks molekulideks, on eksergooniline reaktsioon. Näiteks - süsivesikute, rasvade ja valkude lagundamine vabastas elusorganismide energiat tööks.

Mõned eksergoonilised reaktsioonid ei toimu spontaanselt ja vajavad reaktsiooni alustamiseks väikest energiat. Seda energia sisendit nimetatakse aktiveerimisenergiaks. Kui aktiveerimise energiavajadus on välise allika poolt täidetud, jätkub reaktsioon sidemete purunemiseks ja uute sidemete moodustamiseks ning reaktsiooni toimumisel vabaneb energia. Selle tulemuseks on ümbritsevas süsteemis energia netokasv ja reaktsioonisüsteemi energia netokaotus.

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

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