Hvad er aktiveringsenergi?

Alle stof består af molekyler.Mange molekyler kan fredeligt eksistere næsten på ubestemt tid.Nogle molekyler forårsager imidlertid en slags reaktion, når de kommer i kontakt med visse molekyler.For at denne reaktion kan forekomme, skal molekylerne bringes ekstremt tæt sammen og i en bestemt orientering.Aktiveringsenergi er også involveret i mange reaktioner, fordi reaktioner typisk også involverer nedbrydning af allerede eksisterende bindinger.

En betydelig mængde energi er ofte påkrævet for at en kemisk reaktion skal finde sted på grund af styrken af de obligationer, der har brug forat blive brudt.Mængden af aktiveringsenergi, der kræves for at starte en reaktion, kaldes ofte energibarrieren.Denne energi tilvejebringes sjældent af molekylerne, der kolliderer, så andre faktorer er nødvendige for at hjælpe molekylerne med at rydde energibarrieren og lette den kemiske reaktion.Varme, en fysisk faktor og tilsætning af et passende enzym, en kemisk faktor, er to eksempler på faktorer, der aktiverer molekyler.

Når en kemisk reaktion er startet, frigiver det ofte nok energi, normalt som varme, til at aktivere den næste reaktion ogSå videre i en kædereaktion.Dette er netop det, der sker med en brand.Træ kan ligge i en woodpone i årevis uden at sprænge i flammer spontant.Når den er sat i brand, aktiveret af en gnist, forbruger den bogstaveligt talt sig selv, da den varme, der frigives, leverer aktiveringsenergien for at holde resten af træet brændende.Opvarmning af en blanding vil øge reaktionshastigheden.

For de fleste biologiske reaktioner er opvarmning upraktisk, da kropstemperaturen er begrænset til et meget lille interval.Varme kan kun bruges som en måde at overvinde energibarrieren i meget begrænset omfang, før celler er beskadiget.For at de reaktioner, som livet skal finde sted, skal celler bruge enzymer til selektivt at sænke reaktionens aktiveringsenergi.

Enzymer er proteinmolekyler, der fungerer som biologiske katalysatorer.En katalysator er et molekyle, der fremskynder en kemisk reaktion, men forbliver uændret i slutningen af reaktionen.Næsten hver metabolisk reaktion, der finder sted i en levende organisme, katalyseres af et enzym.Enzymer har præcise tredimensionelle former og har et aktivt sted, og det er her et molekyle kan fastgøre sig til enzymet.Formen på det aktive sted gør det muligt for visse molekyler at binde til det perfekt, så hver type enzym vil normalt virke på kun en type molekyle, kaldet substratmolekylet.Reaktioner, der katalyseres af enzymer, finder sted hurtigt ved meget lavere temperaturer end uden dem.

For eksempel reagerer glukosemolekyler for ilt molekyler under respiration og nedbrydes for at danne kuldioxid og vand og frigørelse.Da glukose og ilt ikke er naturligt reaktive, skal der tilsættes en lille mængde aktiveringsenergi for at starte respirationsprocessen.Når et af substratmolekylerne binder til det krævede enzym, ændres formen på molekylet lidt.Dette gør det igen lettere for dette molekyle at binde til andre molekyler eller ændre sig til reaktionens produkt.Som sådan har enzymet reduceret reaktionens aktiveringsenergi eller gjort det lettere for reaktionen at finde sted.

Hvis energibarrieren ikke eksisterede, ville de komplekse molekyler med høj energi, som livet afhænger af, være ustabilt og nedbryde meget lettere.Aktiveringsenergibarriere forhindrer derfor, at de fleste reaktioner finder sted.Dette sikrer et stabilt miljø for alle levende ting.