Karakteristik reaksi endergonic, contoh



Satu reaksi endergonik itu adalah salah satu yang tidak dapat lulus secara spontan, dan juga membutuhkan pasokan energi yang tinggi. Dalam kimia, energi ini biasanya kalori. Yang paling dikenal di antara semua reaksi endergonik adalah reaksi endotermik, yaitu reaksi yang menyerap panas.

Kenapa tidak semua reaksi spontan? Karena mereka menanjak ke hukum termodinamika: mereka mengonsumsi energi dan sistem yang dibentuk oleh spesies yang terlibat mengurangi entropi mereka; yaitu, untuk keperluan kimia, mereka menjadi lebih teratur secara molekuler.

Membangun dinding bata adalah contoh dari reaksi endergonik. Batu bata saja tidak cukup kompak untuk membentuk tubuh yang solid. Ini karena tidak ada perolehan energi yang mempromosikan serikat mereka (tercermin juga dalam kemungkinan interaksi antar molekul yang rendah).

Jadi, untuk membangun dinding Anda membutuhkan semen dan tenaga kerja. Ini adalah energi, dan reaksi non-spontan (dinding tidak akan dibangun secara otomatis) menjadi mungkin jika manfaat energi dirasakan (ekonomis, dalam hal dinding).

Jika tidak ada manfaatnya, tembok itu akan runtuh sebelum ada gangguan, dan batunya tidak bisa disatukan. Hal yang sama berlaku untuk banyak senyawa kimia, yang bahan bangunannya tidak dapat bersatu secara spontan.

Indeks

  • 1 Karakteristik reaksi endergonik
    • 1.1 Meningkatkan energi bebas sistem
    • 1.2 Tautan produk mereka lebih lemah
    • 1.3 Digabungkan dengan reaksi eksergonik
  • 2 Contoh
    • 2.1 Fotosintesis
    • 2.2 Sintesis biomolekul dan makromolekul
    • 2.3 Pembentukan berlian dan senyawa kasar berat
  • 3 Referensi

Karakteristik reaksi endergonik

Bagaimana jika tembok itu bisa dibangun secara spontan? Untuk ini, interaksi antara batu bata harus sangat kuat dan stabil, sedemikian rupa sehingga semen atau orang yang memesannya tidak diperlukan; sementara dinding bata, sementara itu tahan, itu adalah semen yang mengeras yang menyatukan mereka dan tidak dengan benar bahan dari batu bata.

Oleh karena itu, karakteristik pertama dari reaksi endergonik adalah:

-Itu tidak spontan

-Menyerap panas (atau jenis energi lainnya)

Dan mengapa itu menyerap energi? Karena produk mereka memiliki lebih banyak energi daripada reaktan yang terlibat dalam reaksi. Di atas dapat diwakili dengan persamaan berikut:

ΔG = GProduk-GReagen

Di mana ΔG adalah perubahan energi bebas Gibbs. Sebagai GProduk lebih besar (karena lebih energik) daripada GReagen, pengurangan harus lebih besar dari nol (ΔG> 0). Gambar berikut merangkum apa yang baru saja dijelaskan:

Perhatikan perbedaan antara keadaan energi antara produk dan reagen (garis ungu). Oleh karena itu, reaktan tidak diubah menjadi produk (A + B => C) jika tidak ada penyerapan panas pada awalnya.

Tingkatkan energi bebas sistem

Setiap reaksi endergonik memiliki peningkatan terkait dalam energi bebas Gibbs dari sistem. Jika, untuk reaksi tertentu, ΔG> 0 terpenuhi, maka itu tidak akan spontan dan akan membutuhkan catu daya untuk dilakukan.

Bagaimana cara mengetahui secara matematis apakah suatu reaksi endergónica atau bukan? Menerapkan persamaan berikut:

ΔG = ΔH-TΔS

Di mana ΔH adalah entalpi dari reaksi, yaitu, total energi yang dilepaskan atau diserap; ΔS adalah perubahan entropi, dan T suhunya. Faktor TΔS adalah hilangnya energi yang tidak digunakan dalam ekspansi atau pemesanan molekul dalam suatu fase (padat, cair atau gas).

Dengan demikian, ΔG adalah energi yang dapat digunakan sistem untuk melakukan pekerjaan. Karena ΔG memiliki tanda positif untuk reaksi endergonik, energi atau pekerjaan harus diterapkan ke sistem (reagen) untuk mendapatkan produk.

Kemudian, mengetahui nilai-nilai ΔH (positif, untuk reaksi endotermik, dan negatif, untuk reaksi eksotermik), dan TΔS, kita bisa tahu apakah reaksinya endergonik. Ini berarti, bahkan jika suatu reaksi adalah endotermik, tidak itu harus endergonik.

Es batu

Sebagai contoh, es batu meleleh dalam air yang menyerap panas, yang membantu memisahkan molekul-molekulnya; Namun, prosesnya spontan, dan karenanya, itu bukan reaksi endergonik.

Dan bagaimana dengan situasi di mana Anda ingin melelehkan es pada suhu di bawah -100ºC? Dalam hal ini, istilah TΔS dari persamaan energi bebas menjadi kecil dibandingkan dengan ΔH (karena T menurun), dan sebagai hasilnya, ΔG akan memiliki nilai positif.

Dengan kata lain: pencairan es di bawah -100ºC adalah proses endergonik, dan tidak spontan. Kasus serupa adalah membekukan air sekitar 50ºC, yang tidak terjadi secara spontan.

Tautan produk mereka lebih lemah

Karakteristik penting lainnya, juga terkait dengan ΔG, adalah energi dari ikatan baru. Tautan produk yang terbentuk lebih lemah dari pada reagen. Namun, penurunan kekuatan sambungan dikompensasi oleh kenaikan massa, yang tercermin dalam sifat fisik.

Di sini perbandingan dengan dinding bata mulai kehilangan makna. Menurut hal di atas, hubungan di dalam batu bata harus lebih kuat daripada yang ada di antara mereka dan semen. Namun, dinding secara keseluruhan lebih kaku dan tahan karena massa lebih besar.

Pada bagian contoh akan dijelaskan sesuatu yang serupa tetapi dengan gula.

Ini digabungkan dengan reaksi eksergonik

Jika reaksi endergonik tidak spontan, bagaimana mereka terjadi di alam? Jawabannya adalah karena penggandengan dengan reaksi lain yang cukup spontan (eksergonik) dan dalam beberapa cara mempromosikan perkembangan mereka.

Misalnya, persamaan kimia berikut mewakili poin ini:

A + B => C (reaksi endergonik)

C + D => E (reaksi eksergonik)

Reaksi pertama tidak spontan, jadi secara alami itu tidak bisa terjadi. Namun, produksi C memungkinkan reaksi kedua terjadi, berasal E.

Menambahkan energi bebas Gibbs untuk dua reaksi, ΔG1 dan ΔG2, dengan hasil kurang dari nol (ΔG<0), entonces el sistema presentará un incremento de la entropía y por lo tanto será espontáneo.

Jika C tidak bereaksi dengan D, A tidak akan pernah dapat membentuknya, karena tidak ada kompensasi energi (seperti dalam kasus uang dengan dinding bata). Dikatakan bahwa C dan D "menarik" A dan B untuk bereaksi, meskipun itu merupakan reaksi endergonik.

Contohnya

Fotosintesis

Tumbuhan menggunakan energi matahari untuk membuat karbohidrat dan oksigen dari karbon dioksida dan air. CO2 dan O2, molekul kecil dengan ikatan kuat, bentuk gula, dari struktur cincin, yang lebih berat, lebih padat, dan meleleh pada suhu sekitar 186ºC.

Perhatikan bahwa ikatan C-C, C-H dan C-O lebih lemah daripada ikatan O = C = O dan O = O. Dan dari satu unit gula, tanaman dapat mensintesis polisakarida, seperti selulosa.

Sintesis biomolekul dan makromolekul

Reaksi endergonic adalah bagian dari proses anabolik. Seperti karbohidrat, biomolekul lain, seperti protein, dan lipid, memerlukan mekanisme kompleks yang tanpanya, dan digabungkan dengan reaksi hidrolisis ATP, tidak mungkin ada.

Juga, proses metabolisme seperti respirasi sel, difusi ion melalui membran sel, dan pengangkutan oksigen melalui aliran darah adalah contoh reaksi endergonik..

Pembentukan berlian dan senyawa kasar berat

Berlian membutuhkan tekanan dan suhu yang sangat besar, sehingga komponennya dapat dipadatkan dalam padatan kristal.

Namun, beberapa kristalisasi bersifat spontan, walaupun terjadi pada kecepatan yang sangat lambat (spontanitas tidak memiliki hubungan dengan kinetika reaksi).

Akhirnya, minyak mentah sendiri merupakan produk dari reaksi endergonik, terutama hidrokarbon berat atau makromolekul yang disebut asphaltenes..

Strukturnya sangat kompleks, dan sintesisnya membutuhkan waktu yang lama (jutaan tahun), panas, dan aksi bakteri.

Referensi

  1. QuimiTube. (2014). Reaksi endergonic dan exergonic. Diperoleh dari: quimitube.com
  2. Akademi Khan. (2018). Energi gratis Diperoleh dari: www.khanacademy.org
  3. Kamus Biologi. (2017). Definisi reaksi endergonik. Diperoleh dari: biologydictionary.net
  4. Lougee, Mary. (18 Mei 2018). Apa itu Reaksi Endergonik? Ilmu pengetahuan. Diperoleh dari: sciencing.com
  5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22 Juni 2018). Endergonic vs Exergonic (Dengan Contoh). Diperoleh dari: thoughtco.com
  6. Arrington D. (2018). Reaksi Endergonic: definisi & contoh. Belajar. Diperoleh dari: study.com
  7. Audersirk Byers. (2009). Kehidupan di Bumi Apa itu Energi? [PDF] Diperoleh dari: hhh.gavilan.edu