يتم وصف نوعين من ردود الفعل بكلمات Endergonic و exergonic. تحدث العديد من التفاعلات الكيميائية والبيولوجية باستمرار داخل وخارج جسم الإنسان. البعض منهم مندفع والبعض الآخر ليس كذلك. وفي عالم الكيمياء الحرارية والفيزيائية ، تكون هذه التفاعلات كونية تقريبًا وتحدث غالبًا بشكل أو بآخر.
تستخدم هذه المقالة جدولًا وصفيًا للتمييز بين الفروق الأساسية والمتقدمة بين التفاعلين لسهولة التعلم والفهم من قبل المبتدئ والمتحمسين للمواد الكيميائية.
التفاعلات الخارجية مقابل ردود الفعل Endergonic
يتمثل الاختلاف بين تفاعلات الطاقة المفرطة في التفاعل والتفاعلات الداخلية في أن التفاعلات الخارجية للطاقة تكون تلقائية ، أي تحدث بدون إدخال طاقة أو محفز بشكل طبيعي ، في حين أن التفاعلات المطاطية تكون غير تلقائية بطبيعتها ، ومن ثم يتم توفير مصدر خارجي للطاقة لبدء عمل هذه الأنواع من التفاعلات الكيميائية.
يُعرف التفاعل الذي يولد طاقة حرة بالتفاعل "المجهد". نظرًا لأن هذا التفاعل ينتج طاقة بدلاً من استهلاكها ، فقد يحدث من تلقاء نفسه ، دون تدخل قوى أخرى.
التفاعلات الخارجة عن الطاقة في الكيمياء الحيوية ، وكذلك الكيمياء الحرارية ، هي تلك التي يكون فيها التغيير في الطاقة الحرة سالبًا (ناقص القيمة العددية). يتم قياس إجمالي كمية الطاقة التي يمكن الوصول إليها في نظام ما بواسطة الطاقة المجانية ؛ تشير التغييرات السلبية إلى أن الطاقة قد تم تفريغها ، بينما تشير التغييرات الإيجابية إلى الحفاظ على الطاقة.
يستلزم رد الفعل العصبي امتصاص الطاقة. هذه ليست ردود أفعال لا إرادية غير تلقائية. للبدء ، يحتاجون إلى مجهود أو إدخال قوة - بشكل أساسي في شكل طاقة. غالبًا ما تكون الطاقة المطلوبة لبدء التفاعل هي كل ما نحتاجه ، بينما في أوقات أخرى يمتص التفاعل الطاقة أثناء العملية برمتها.
يتمثل الدور الشائع للتفاعل المثير للحيوية في تحرير الطاقة من جزيئات الكربوهيدرات أو أي جزيء غذائي مفترض ، مما يسمح للمخلوقات بالازدهار دون الاعتماد فقط على ضوء الشمس للحصول على الطاقة.
جدول مقارنة بين تفاعلات Exergonic و Endergonic
| معلمات المقارنة | التفاعلات الخارجية | ردود الفعل Endergonic |
| تعريف | التفاعلات الطاردة للطاقة هي التفاعلات العفوية التي تعطي طاقة على شكل حرارة أو بخار. | تُعرف التفاعلات Endergonic أيضًا باسم التفاعلات غير التلقائية أو التفاعلات غير المواتية. يتطلب التفاعل طاقة أكثر مما تتلقاه |
| جيبس الطاقة الحرة | قيمة طاقة جيبس الحرة سالبة. | قيمة طاقة جيبس الحرة إيجابية. |
| مستوى الانتروبيا | يتم زيادة مستوى الانتروبيا في تفاعل نموذجي للطاقة. | يتم تقليل الانتروبيا في تفاعل مائي. |
| متطلبات الطاقة | يعطي الطاقة عادة في شكل حرارة. | يستهلك الطاقة عبر المحيط لبدء التفاعل أو استمراره. |
| أمثلة | تفاعل الصوديوم والكلور لتكوين ملح الطعام والاحتراق والتألق الكيميائي. في هذا التفاعل يتم إطلاق الطاقة على شكل ضوء. | يعتبر التفاعل الكيميائي لعملية التمثيل الضوئي مثالاً جيدًا على التفاعلات الذاتية للطاقة. |
ما هي التفاعلات الخارجية؟
هي تفاعلات لا رجعة فيها تحدث بشكل طبيعي في البيئة. يشير مصطلح "عفوي" إلى شيء جاهز أو حريص على الحدوث مع القليل من التحفيز الخارجي أو بدونه.
عندما يتعرض الصوديوم للأكسجين في الغلاف الجوي ، على سبيل المثال ، سوف يحترق. مثال آخر على ردود الفعل المفرطة هو تدخين الخشب. في دراسة الديناميكا الحرارية الكيميائية ، يشار إلى هذه العمليات على أنها تفاعلات مواتية لأنها تنتج المزيد من الحرارة.
تحت درجة الحرارة والضغط القياسيين ، تكون طاقة جيبس الحرة صفرًا ، مما يشير إلى أنه يتم امتصاص حرارة أكثر من امتصاصها. هذه ردود لا يمكن عكسها. التفاعلات الخارجية هي تلك التي تتعطل فيها الروابط التساهمية ، مما يطلق العنان للطاقة المخزنة في تلك التفاعلات. الهدم - الجزء المدمر من التمثيل الغذائي - يشير إلى عمليات الانهيار الكيميائي هذه.
تستخدم الكائنات الحية عمليات طاردة للطاقة لنقل الطاقة من "التخزين" في مكون واحد ، مثل الدهون أو السكر ، إلى حالة نشطة ، مثل ATP. يمكن تحقيق ذلك عن طريق إذابة الروابط التساهمية للسكر أو الدهون وتحويل طاقتها إلى جزيء يسمى في نوع الإلكترونات أو عملة أخرى.
طاقة جيبس المجانية سلبية. نظرًا لأن التفاعلات العفوية لها قيمة عددية لطاقة جيب ناقصًا ، عند حسابها باستخدام علاقة الديناميكا الحرارية ، فإن هذا يشير إلى أن تفاعل الطاقة المفرطة يكون دائمًا تفاعلًا تلقائيًا أو تفاعلًا مُصنَّعًا أو مستحثًا.
ما هي تفاعلات Endergonic؟
تُعرف العملية التي يتم فيها امتصاص الحرارة أو أي شكل من أشكال الطاقة باسم تفاعل الطاقة. هذا يعني أن التغيير الإجمالي في الطاقة الحرة إيجابي من الناحية الكيميائية.
لا يمكن أن تحدث العديد من العمليات في الطبيعة إلا إذا توفرت الطاقة الكافية من البيئة. لا يمكن أن تحدث هذه العمليات من تلقاء نفسها لأنها تستهلك الكثير من الطاقة لإذابة الروابط الكيميائية.
تساعد الطاقة الخارجية في تفكك هذه الوصلات. الطاقة المنبعثة نتيجة لانكسار الرابطة تغذي التفاعل. تكون الطاقة الناتجة أثناء انهيار الروابط الكيميائية أحيانًا غير كافية للحفاظ على استمرار التفاعل. الطاقة الخارجية ضرورية لمثل هذه الظروف للحفاظ على رد الفعل المستمر.
رد الفعل العفوي يشار إليه بسالب (-) طاقة جيبس الحرة. في حالة التفاعلات endergonic ، تكون طاقة جيبس الحرة موجبة (+) ، مما يشير إلى أن التفاعل ليس تلقائيًا. الاستجابات غير المواتية هي كلمة أخرى للتعبير عن ردود الفعل غير العفوية.
من أجل تطوير تفاعل غير تلقائي ، يتم توفير احتياجات الطاقة خارجيًا. نتيجة لذلك ، تكون الطاقة لكل وحدة أكبر من كمية المواد المتفاعلة. نتيجة لذلك ، فإن التغير في المحتوى الحراري هو رقم موجب.
الاختلافات الرئيسية بين تفاعلات Exergonic و Endergonic
استنتاج
تحدث العديد من التفاعلات في الطبيعة وحتى داخل أجسامنا لتبديد الطاقة أو لتفكيك بعض الروابط التساهمية من أجل عملية أساسية وتتكون هذه التفاعلات بشكل كبير من طبيعة عفوية أو غير عفوية.
تحدث كل من تفاعلات الطاقة المفرطة و endergonic في الغالب عندما يكون التفاعل في حالة توازن ، وبالتالي فهي تحدث كثيرًا داخل جسمك أثناء قراءة هذا المقال! يتضمن كلا التفاعلين تغييرات في طاقة جيبس الحرة والاختلاف في إنتروبياهما يجعلها قطبية معاكسة لبعضها البعض. عند التفكير في الكيمياء الديناميكية الحرارية ، يمكن تصنيف كلا التفاعلين بشكل أكبر ضمن تفاعلات ماصة للحرارة وطاردة للحرارة على أساس تناول الطاقة وطردها فقط في شكل طاقة حرارية.
