NộI Dung
Trong một phản ứng hóa học, các vật liệu ban đầu, được gọi là chất phản ứng, được chuyển đổi thành các sản phẩm. Mặc dù tất cả các phản ứng hóa học đòi hỏi đầu vào năng lượng ban đầu, được gọi là năng lượng kích hoạt, một số phản ứng dẫn đến việc giải phóng năng lượng ròng ra môi trường xung quanh và một số khác dẫn đến việc hấp thụ năng lượng ròng từ môi trường xung quanh. Tình huống thứ hai được gọi là phản ứng nội sinh.
Năng lượng phản ứng
Các nhà hóa học định nghĩa bình phản ứng của họ là "hệ thống" và mọi thứ khác trong vũ trụ là "môi trường xung quanh". Do đó, khi một phản ứng nội sinh hấp thụ năng lượng từ môi trường xung quanh, năng lượng sẽ xâm nhập vào hệ thống. Loại ngược lại là một phản ứng ngoại sinh, trong đó năng lượng được giải phóng ra xung quanh.
Phần đầu tiên của bất kỳ phản ứng nào luôn đòi hỏi năng lượng, bất kể loại phản ứng. Mặc dù việc đốt gỗ tỏa nhiệt và tự phát xảy ra khi nó bắt đầu, bạn phải bắt đầu quá trình bằng cách thêm năng lượng. Ngọn lửa bạn thêm vào để bắt đầu đốt gỗ cung cấp năng lượng kích hoạt.
Năng lương̣̣ kich hoaṭ
Để có được từ phía chất phản ứng đến phía sản phẩm của phương trình hóa học, bạn phải vượt qua hàng rào năng lượng kích hoạt. Mỗi phản ứng riêng lẻ có một kích thước rào cản đặc trưng. Chiều cao của hàng rào không liên quan gì đến việc phản ứng là nội sinh hay ngoại sinh; ví dụ, một phản ứng ngoại sinh có thể có hàng rào năng lượng kích hoạt rất cao hoặc ngược lại.
Một số phản ứng diễn ra theo nhiều bước, với mỗi bước có hàng rào năng lượng kích hoạt riêng để vượt qua.
Ví dụ
Phản ứng tổng hợp có xu hướng nội sinh, và phản ứng phá vỡ các phân tử có xu hướng ngoại sinh. Ví dụ, quá trình axit amin tham gia để tạo ra protein và sự hình thành glucose từ carbon dioxide trong quá trình quang hợp là cả hai phản ứng nội sinh. Điều này có ý nghĩa, vì các quá trình xây dựng các cấu trúc lớn hơn có khả năng đòi hỏi năng lượng. Phản ứng ngược - ví dụ, hô hấp tế bào glucose thành carbon dioxide và nước - là một quá trình ngoại sinh.
Chất xúc tác
Chất xúc tác có thể làm giảm hàng rào năng lượng kích hoạt của một phản ứng. Họ làm như vậy bằng cách ổn định cấu trúc trung gian tồn tại giữa cấu trúc của chất phản ứng và phân tử sản phẩm, giúp việc chuyển đổi dễ dàng hơn. Về cơ bản, chất xúc tác cung cấp cho các chất phản ứng một "đường hầm" năng lượng thấp hơn để đi qua, giúp dễ dàng đi đến phía sản phẩm của hàng rào năng lượng kích hoạt. Có nhiều loại chất xúc tác, nhưng một số loại được biết đến nhiều nhất là enzyme, chất xúc tác của thế giới sinh học.
Tự phát phản ứng
Bất kể rào cản năng lượng kích hoạt, chỉ có các phản ứng ngoại sinh xảy ra tự phát, bởi vì chúng phát ra năng lượng. Tuy nhiên, chúng ta vẫn cần xây dựng cơ bắp và sửa chữa cơ thể, đó là cả hai quá trình nội sinh. Chúng ta có thể điều khiển một quá trình nội sinh bằng cách ghép nó với một quá trình ngoại sinh cung cấp đủ năng lượng để phù hợp với sự khác biệt về năng lượng giữa các chất phản ứng và sản phẩm.