¿Qué es la energía de activación?
Toda la materia está compuesta de moléculas. Muchas moléculas pueden coexistir pacíficamente casi indefinidamente. Sin embargo, algunas moléculas causan algún tipo de reacción cuando entran en contacto con ciertas moléculas. Para que ocurra esta reacción, las moléculas deben unirse extremadamente juntas y en una orientación particular. La energía de activación también está involucrada en muchas reacciones, porque típicamente, las reacciones también implican la ruptura de enlaces preexistentes.
Una cantidad sustancial de energía a menudo se requiere para que tenga lugar una reacción química, debido a la resistencia de los enlaces que deben romperse. La cantidad de energía de activación requerida para comenzar una reacción a menudo se llama barrera de energía. La energía rara vez es proporcionada por las moléculas que chocan, por lo que se necesitan otros factores para ayudar a las moléculas a eliminar la barrera de energía y facilitar la reacción química. El calor, un factor físico y agregar una enzima apropiada, un factor químico, son dos ejemplos de factores que activan molesEcules.
Una vez que ha comenzado una reacción química, a menudo libera suficiente energía, generalmente como calor, para activar la siguiente reacción y así sucesivamente en una reacción en cadena. Esto es precisamente lo que sucede con un fuego. La madera puede mentir en una pila de leñera durante años sin estallar en llamas espontáneamente. Una vez prendido fuego, activado por una chispa, literalmente se consume a sí mismo, ya que el calor que se libera proporciona la energía de activación para mantener el resto de la madera ardiendo. Calentar una mezcla aumentará la velocidad de la reacción.
Para la mayoría de las reacciones biológicas, el calentamiento no es práctico ya que la temperatura corporal se limita a un rango muy pequeño. El calor solo se puede usar como una forma de superar la barrera de energía hasta un grado muy limitado antes de que las células se dañen. Para que las reacciones para la vida tengan lugar, las células deben usar enzimas para reducir selectivamente la energía de activación de las reacciones.
Las enzimas son moléculas de proteínas que actúan comoCatalizadores biológicos. Un catalizador es una molécula que acelera una reacción química, pero permanece sin cambios al final de la reacción. Casi todas las reacciones metabólicas que tienen lugar dentro de un organismo vivo son catalizados por una enzima. Las enzimas tienen formas tridimensionales precisas y poseen un sitio activo, que es donde una molécula puede unirse a la enzima. La forma del sitio activo permite que ciertas moléculas se unan perfectamente, por lo que cada tipo de enzima generalmente actuará en un solo tipo de molécula, llamada molécula del sustrato. Las reacciones que son catalizadas por las enzimas tendrán lugar rápidamente a temperaturas mucho más bajas que sin ellas.
Por ejemplo, durante la respiración, las moléculas de glucosa reaccionan con las moléculas de oxígeno y se descomponen para formar dióxido de carbono y agua y liberar energía. Debido a que la glucosa y el oxígeno no son naturalmente reactivos, se debe agregar una pequeña cantidad de energía de activación para comenzar el proceso de respiración. Cuando una de las moléculas de sustrato se une ao La enzima requerida, la forma de la molécula se cambiará ligeramente. Esto a su vez facilita que esa molécula se una a otras moléculas o cambie al producto de la reacción. Como tal, la enzima ha reducido la energía de activación de la reacción o ha facilitado que la reacción tenga lugar.
Si la barrera energética no existiera, las complejas moléculas de alta energía en las que depende de la vida sería inestable y se descompone mucho más fácilmente. La barrera de energía de activación, por lo tanto, evita que la mayoría de las reacciones tengan lugar. Esto garantiza un entorno estable para todos los seres vivos.