Vad är aktiveringsenergi?

All materia består av molekyler.Många molekyler kan fredligt samexistera nästan på obestämd tid.Vissa molekyler orsakar emellertid någon form av reaktion när de kommer i kontakt med vissa molekyler.För att denna reaktion ska inträffa måste molekylerna föras extremt nära varandra och i en viss orientering.Aktiveringsenergi är också involverad i många reaktioner, eftersom reaktioner vanligtvis också involverar brytning av befintliga bindningar.

En betydande mängd energi krävs ofta för att en kemisk reaktion ska äga rum på grund av styrkan hos bindningarna som behöver behöveratt vara trasig.Mängden aktiveringsenergi som krävs för att starta en reaktion kallas ofta energibarriären.Denna energi tillhandahålls sällan av molekylerna som kolliderar, så andra faktorer är nödvändiga för att hjälpa molekylerna att rensa energibarriären och underlätta den kemiska reaktionen.Värme, en fysisk faktor och tillsats av ett lämpligt enzym, en kemisk faktor, är två exempel på faktorer som aktiverar molekyler.

När en kemisk reaktion har börjat frigör det ofta tillräckligt med energi, vanligtvis som värme, för att aktivera nästa reaktion ochSå vidare i en kedjereaktion.Det är just vad som händer med en brand.Trä kan ligga i en vedeld i flera år utan att spontant spricka i lågor.När den har kommit i brand, aktiverad av en gnista, konsumerar den bokstavligen som värmen som släpps levererar aktiveringsenergin för att hålla resten av träet brinnande.Uppvärmning av en blandning kommer att öka reaktionshastigheten.

För de flesta biologiska reaktioner är uppvärmningen opraktisk eftersom kroppstemperaturen är begränsad till ett mycket litet intervall.Värme kan endast användas som ett sätt att övervinna energibarriären i mycket begränsad utsträckning innan celler skadas.För att reaktionerna för livet ska äga rum måste celler använda enzymer för att selektivt sänka aktiveringsenergin för reaktioner.

Enzymer är proteinmolekyler som fungerar som biologiska katalysatorer.En katalysator är en molekyl som påskyndar en kemisk reaktion, men förblir oförändrad i slutet av reaktionen.Nästan varje metabolisk reaktion som äger rum inom en levande organisme katalyseras av ett enzym.Enzymer har exakta tredimensionella former och har ett aktivt ställe, där en molekyl kan fästa sig till enzymet.Formen på det aktiva stället gör att vissa molekyler kan binda till det perfekt, så varje typ av enzym kommer vanligtvis att verka på bara en typ av molekyl, kallad substratmolekylen.Reaktioner som katalyseras av enzymer kommer att äga rum snabbt vid mycket lägre temperaturer än utan dem.

Till exempel, under andning, reagerar glukosmolekyler med syremolekyler och bryts ned för att bilda koldioxid och vatten och frigör energi.Eftersom glukos och syre inte är naturligt reaktiva, måste en liten mängd aktiveringsenergi läggas till för att starta andningsprocessen.När en av substratmolekylerna binder till det erforderliga enzymet kommer molekylens form att förändras något.Detta i sin tur gör det enklare för den molekylen att binda till andra molekyler eller förändras till produktens produkt.Som sådan har enzymet minskat reaktionens aktiveringsenergi eller gjort det enklare för reaktionen att äga rum.

Om energibarriären inte fanns, skulle de komplexa högenergimolekylerna på vilka livet beror på instabilt och brytas mycket lättare.Aktiveringsenergibarriären förhindrar därför att de flesta reaktioner äger rum.Detta säkerställer en stabil miljö för alla levande saker.