Wat is activeringsenergie?

Alle materie bestaat uit moleculen.Veel moleculen kunnen vrijwel voor onbepaalde tijd vreedzaam bestaan.Sommige moleculen veroorzaken echter een soort reactie wanneer ze in contact komen met bepaalde moleculen.Om deze reactie te laten optreden, moeten de moleculen extreem dicht bij elkaar en in een bepaalde oriëntatie worden gebracht.Activeringsenergie is ook betrokken bij veel reacties, omdat typisch reacties ook betrekking hebben op het verbreken van reeds bestaande bindingen.

Een aanzienlijke hoeveelheid energie is vaak vereist om een chemische reactie te laten plaatsvinden, vanwege de sterkte van de bindingen die nodig zijn die nodig zijngebroken zijn.De hoeveelheid activeringsenergie die nodig is om een reactie te starten wordt vaak de energiebarrière genoemd.Deze energie wordt zelden geleverd door de botsing van de moleculen, dus andere factoren zijn nodig om de moleculen te helpen de energiebarrière te wissen en de chemische reactie te vergemakkelijken.Warmte, een fysieke factor en het toevoegen van een geschikt enzym, een chemische factor, zijn twee voorbeelden van factoren die moleculen activeren.

Zodra een chemische reactie is begonnen, laat het vaak voldoende energie af, meestal als warmte, om de volgende reactie te activeren enDus in een kettingreactie.Dit is precies wat er met een brand gebeurt.Hout kan jarenlang in een specht liggen zonder spontaan in vlammen te barsten.Eenmaal in brand gestoken, geactiveerd door een vonk, verbruikt het zich letterlijk als de hitte die wordt vrijgegeven de activeringsenergie levert om de rest van het hout te laten branden.Het verwarmen van een mengsel zal de snelheid van de reactie verhogen.

Voor de meeste biologische reacties is verwarming onpraktisch omdat de lichaamstemperatuur beperkt is tot een zeer klein bereik.Warmte kan alleen worden gebruikt als een manier om de energiebarrière in zeer beperkte mate te overwinnen voordat cellen worden beschadigd.Om de reacties voor het leven te laten plaatsvinden, moeten cellen enzymen gebruiken om selectief de activeringsenergie van reacties te verlagen.

Enzymen zijn eiwitmoleculen die werken als biologische katalysatoren.Een katalysator is een molecuul dat een chemische reactie versnelt, maar blijft ongewijzigd aan het einde van de reactie.Bijna elke metabole reactie die plaatsvindt binnen een levend organisme wordt gekatalyseerd door een enzym.Enzymen hebben precieze driedimensionale vormen en bezitten een actieve plaats, waar een molecuul zich kan hechten aan het enzym.De vorm van de actieve plaats maakt het mogelijk dat bepaalde moleculen er perfect aan binden, zodat elk type enzym meestal werkt op slechts één type molecuul, het substraatmolecuul genoemd.Reacties die worden gekatalyseerd door enzymen zullen snel plaatsvinden bij veel lagere temperaturen dan zonder hen.

Bijvoorbeeld, tijdens de ademhaling reageren glucosemoleculen met zuurstofmoleculen en worden afgebroken om koolstofdioxide en water te vormen en energie af te geven.Omdat glucose en zuurstof niet van nature reactief zijn, moet een kleine hoeveelheid activeringsenergie worden toegevoegd om het ademhalingsproces te starten.Wanneer een van de substraatmoleculen bindt aan het vereiste enzym, zal de vorm van het molecuul enigszins worden gewijzigd.Dit maakt het op zijn beurt gemakkelijker voor dat molecuul om te binden aan andere moleculen of te veranderen in het product van de reactie.Als zodanig heeft het enzym de activeringsenergie van de reactie verminderd of het gemakkelijker gemaakt voor de reactie.

Als de energiebarrière niet bestond, zouden de complexe energierijke moleculen waarvan het leven afhankelijk is onstabiel zijn en veel gemakkelijker afbreken.De activeringsenergiebarrière voorkomt daarom dat de meeste reacties plaatsvinden.Dit zorgt voor een stabiele omgeving voor alle levende wezens.