Qu'est-ce que l'énergie d'activation?

Toute la matière est composée de molécules.De nombreuses molécules peuvent coexister pacifiquement presque indéfiniment.Certaines molécules, cependant, provoquent une sorte de réaction lorsqu'elles entrent en contact avec certaines molécules.Pour que cette réaction se produise, les molécules doivent être rapprochées et dans une orientation particulière.L'énergie d'activation est également impliquée dans de nombreuses réactions, car généralement, les réactions impliquent également la rupture des liaisons préexistantes.

Une quantité substantielle d'énergie est souvent nécessaire pour qu'une réaction chimique ait lieu, en raison de la force des liaisons qui nécessitentêtre cassé.La quantité d'énergie d'activation requise pour démarrer une réaction est souvent appelée barrière d'énergie.Cette énergie est rarement fournie par les molécules en collision, de sorte que d'autres facteurs sont nécessaires pour aider les molécules à nettoyer la barrière d'énergie et à faciliter la réaction chimique.La chaleur, un facteur physique, et l'ajout d'une enzyme appropriée, un facteur chimique, sont deux exemples de facteurs qui activent les molécules.

Une fois qu'une réaction chimique a commencé, elle libère souvent suffisamment d'énergie, généralement en chaleur, pour activer la prochaine réaction etainsi dans une réaction en chaîne.C'est précisément ce qui se passe avec un incendie.Le bois peut se trouver dans une pile de bois pendant des années sans éclater dans les flammes spontanément.Une fois incendié, activé par une étincelle, il se consomme littéralement comme la chaleur qui est libérée fournit l'énergie d'activation pour garder le reste du bois.Le chauffage d'un mélange augmentera la vitesse de la réaction.

Pour la plupart des réactions biologiques, le chauffage n'est pas pratique car la température corporelle est limitée à une très petite plage.La chaleur ne peut être utilisée que comme moyen de surmonter la barrière énergétique dans une mesure très limitée avant que les cellules ne soient endommagées.Pour que les réactions à vie se produisent, les cellules doivent utiliser des enzymes pour abaisser sélectivement l'énergie d'activation des réactions.

Les enzymes sont des molécules de protéines qui agissent comme des catalyseurs biologiques.Un catalyseur est une molécule qui accélère une réaction chimique, mais reste inchangée à la fin de la réaction.Presque toutes les réactions métaboliques qui se déroulent dans un organisme vivant sont catalysées par une enzyme.Les enzymes ont des formes tridimensionnelles précises et possèdent un site actif, où une molécule peut se fixer à l'enzyme.La forme du site actif permet à certaines molécules de lui se lier parfaitement, de sorte que chaque type d'enzyme agira généralement sur un seul type de molécule, appelé molécule de substrat.Les réactions qui sont catalysées par les enzymes auront lieu rapidement à des températures beaucoup plus basses que sans elles.

Par exemple, pendant la respiration, les molécules de glucose réagissent avec les molécules d'oxygène et sont décomposées pour former du dioxyde de carbone et de l'eau et libérer de l'énergie.Parce que le glucose et l'oxygène ne sont pas naturellement réactifs, une petite quantité d'énergie d'activation doit être ajoutée pour démarrer le processus de respiration.Lorsque l'une des molécules de substrat se lie à l'enzyme requise, la forme de la molécule sera légèrement modifiée.À son tour, cela permet à cette molécule de se lier plus facilement à d'autres molécules ou de se transformer en produit de la réaction.En tant que tel, l'enzyme a réduit l'énergie d'activation de la réaction, ou a facilité la réaction.

Si la barrière énergétique n'existait pas, les molécules complexes à haute énergie sur lesquelles la vie dépend serait instable et se décomposerait beaucoup plus facilement.La barrière d'énergie d'activation empêche donc la plupart des réactions de se produire.Cela garantit un environnement stable pour tous les êtres vivants.