Was ist Aktivierungsenergie?

Alle Materie besteht aus Molekülen.Viele Moleküle können fast auf unbestimmte Zeit friedlich koexistieren.Einige Moleküle führen jedoch zu einer Reaktion, wenn sie mit bestimmten Molekülen in Kontakt kommen.Damit diese Reaktion auftritt, müssen die Moleküle extrem eng und in einer bestimmten Ausrichtung gebracht werden.Aktivierungsenergie ist auch an vielen Reaktionen beteiligt, da in der Regel Reaktionen auch das Brechen bereits bestehender Bindungen beinhalten.

Eine erhebliche Menge an Energie wird häufig erforderlichgebrochen sein.Die Menge an Aktivierungsenergie, die zum Starten einer Reaktion erforderlich ist, wird häufig als Energiebarriere bezeichnet.Diese Energie wird selten durch die kollidierten Moleküle bereitgestellt, sodass andere Faktoren erforderlich sind, um den Molekülen die Energiebarriere zu klären und die chemische Reaktion zu erleichtern.Wärme, ein physikalischer Faktor und Hinzufügen eines geeigneten Enzyms, ein chemischer Faktor, sind zwei Beispiele für Faktoren, die Moleküle aktivieren.

Sobald eine chemische Reaktion begonnen hat, freisetzt sie häufig genug Energie, normalerweise als Wärme, um die nächste Reaktion zu aktivieren und zu aktivieren undAlso in einer Kettenreaktion.Genau das passiert mit einem Feuer.Holz kann jahrelang in einem Woodpile liegen, ohne spontan in Flammen zu platzen.Sobald es in Brand gesetzt und durch einen Funken aktiviert ist, verbraucht es sich buchstäblich selbst, als die Wärme, die freigesetzt wird, die Aktivierungsenergie liefert, um den Rest des Holzes zu brennen.Das Erhitzen einer Mischung erhöht die Reaktionsgeschwindigkeit.

Bei den meisten biologischen Reaktionen ist die Erwärmung unpraktisch, da die Körpertemperatur auf einen sehr geringen Bereich begrenzt ist.Wärme kann nur verwendet werden, um die Energiebarriere in sehr begrenztem Maße zu überwinden, bevor die Zellen beschädigt werden.Damit die Reaktionen für das Leben stattfinden können, müssen Zellen Enzyme verwenden, um die Aktivierungsenergie von Reaktionen selektiv zu senken.

Enzyme sind Proteinmoleküle, die als biologische Katalysatoren wirken.Ein Katalysator ist ein Molekül, das eine chemische Reaktion beschleunigt, aber am Ende der Reaktion unverändert bleibt.Fast jede metabolische Reaktion, die innerhalb eines lebenden Organismus stattfindet, wird durch ein Enzym katalysiert.Enzyme haben präzise dreidimensionale Formen und besitzen ein aktives Zentrum, an dem sich ein Molekül an das Enzym befestigen kann.Die Form des aktiven Zentrums ermöglicht es bestimmten Molekülen, perfekt daran zu binden, sodass jede Art von Enzym normalerweise nur auf eine Art von Molekül wirkt, die als Substratmolekül bezeichnet wird.Reaktionen, die durch Enzyme katalysiert werden, erfolgen schnell bei viel niedrigeren Temperaturen als ohne sie. Zum Beispiel reagieren Glukosemoleküle während der Atmung mit Sauerstoffmolekülen und werden abgebaut, um Kohlendioxid und Wasser zu bilden und Energie freizusetzen.Da Glukose und Sauerstoff nicht natürlich reaktiv sind, muss eine kleine Menge an Aktivierungsenergie hinzugefügt werden, um den Atemprozess zu starten.Wenn eines der Substratmoleküle an das erforderliche Enzym bindet, wird die Form des Moleküls leicht verändert.Dies erleichtert es dieses Moleküls, an andere Moleküle zu binden oder sich in das Produkt der Reaktion zu verwandeln.Daher hat das Enzym die Aktivierungsenergie der Reaktion verringert oder es leichter für die Reaktion erleichtert. Wenn die Energiebarriere nicht vorhanden wäre, wäre die komplexen energiegeladenen Moleküle, von denen das Leben abhängt, instabil und brechen viel leichter ab.Die Aktivierungsenergiebarriere verhindert daher, dass die meisten Reaktionen stattfinden.Dies sorgt für ein stabiles Umfeld für alle Lebewesen.