Hva er aktiveringsenergi?

All materie består av molekyler. Mange molekyler kan fredelig eksistere nesten på ubestemt tid. Noen molekyler forårsaker imidlertid en slags reaksjon når de kommer i kontakt med visse molekyler. For at denne reaksjonen skal oppstå, må molekylene bringes ekstremt nær hverandre og i en bestemt orientering. Aktiveringsenergi er også involvert i mange reaksjoner, fordi reaksjoner typisk også involverer brudd på eksisterende bindinger.

Det er ofte nødvendig med en betydelig mengde energi for at en kjemisk reaksjon finner sted, på grunn av styrken til bindingene som må brytes. Mengden aktiveringsenergi som kreves for å starte en reaksjon, kalles ofte energibarrieren. Denne energien leveres sjelden av molekylene som kolliderer, så andre faktorer er nødvendige for å hjelpe molekylene med å tømme energibarrieren og lette den kjemiske reaksjonen. Varme, en fysisk faktor og tilsetning av et passende enzym, en kjemisk faktor, er to eksempler på faktorer som aktiverer molEcules.

Når en kjemisk reaksjon har startet, frigjør den ofte nok energi, vanligvis som varme, til å aktivere den neste reaksjonen og så videre i en kjedereaksjon. Dette er nettopp det som skjer med brann. Tre kan ligge i en trepile i årevis uten å sprekke spontant i flammer. Når den er satt i brann, aktivert av en gnist, forbruker den bokstavelig talt seg som varmen som frigjøres, forsyner aktiveringsenergien for å holde resten av veden. Oppvarming av en blanding vil øke reaksjonshastigheten.

For de fleste biologiske reaksjoner er oppvarming upraktisk ettersom kroppstemperaturen er begrenset til et veldig lite område. Varme kan bare brukes som en måte å overvinne energibarrieren i veldig begrenset grad før celler blir skadet. For at reaksjonene for livet skal finne sted, må celler bruke enzymer for å selektivt senke aktiveringsenergien til reaksjoner.

enzymer er proteinmolekyler som fungerer somBiologiske katalysatorer. En katalysator er et molekyl som fremskynder en kjemisk reaksjon, men som forblir uendret på slutten av reaksjonen. Nesten hver metabolske reaksjon som foregår i en levende organisme blir katalysert av et enzym. Enzymer har presise tredimensjonale former og har et aktivt sted, og det er der et molekyl kan feste seg til enzymet. Formen på det aktive stedet lar visse molekyler binde seg perfekt til det, slik at hver type enzym vanligvis vil virke på bare en type molekyl, kalt underlagsmolekylet. Reaksjoner som katalyseres av enzymer vil foregå raskt ved mye lavere temperaturer enn uten dem.

For eksempel reagerer glukosemolekyler under respirasjon med oksygenmolekyler og brytes ned for å danne karbondioksid og vann og frigjøre energi. Fordi glukose og oksygen ikke er naturlig reaktive, må en liten mengde aktiveringsenergi tilsettes for å starte respirasjonsprosessen. Når et av underlagsmolekylene binder to Det nødvendige enzymet, formen på molekylet vil bli endret litt. Dette igjen gjør det lettere for det molekylet å binde seg til andre molekyler eller endre seg til produktet av reaksjonen. Som sådan har enzymet redusert aktiveringsenergien til reaksjonen, eller gjort det lettere for reaksjonen å finne sted.

Hvis energibarrieren ikke eksisterte, vil de komplekse høyenergimolekylene som livet avhenger av, være ustabile og bryte ned mye lettere. Aktiveringsenergibarrieren forhindrer derfor at de fleste reaksjoner finner sted. Dette sikrer et stabilt miljø for alle levende ting.