3.6
Si la variation d’énergie libre est inférieure à zéro, le processus est spontané et s’appelle une réaction exergonique. En revanche, si la variation d’énergie libre est supérieure à zéro, le processus n’est pas spontané et la réaction est endergonique.
Pour comparer les changements d’énergie de différentes réactions, le changement d’énergie libre est généralement signalé sous un ensemble standard de conditions écrites comme suit : ΔG0.
L’hydratation du fumarate en malate en présence de fumarase est une réaction exergonique car la variation standard de l’énergie libre pendant le processus est de −3,8 kJ/mol.
Pour que des réactions endergoniques se produisent, de l’énergie doit être ajoutée au système. Dans les cellules, les réactions endergoniques sont couplées à des réactions exergoniques.
Par exemple, la conversion endergonique du glucose en glucose-6-phosphate a une variation d’énergie libre standard de 13,8 kJ/mol, et l’hydrolyse exergonique de l’ATP a une variation d’énergie libre standard de -30,5 kJ/mol.
Ces réactions sont couplées à l’intérieur de la cellule, et l’ensemble du processus est exergonique, avec une variation d’énergie libre standard de -16,7 kJ/mol, soit un total de l’énergie libre standard des deux procédés.
Si de l'énergie est libérée lors d'une réaction chimique, la valeur résultante sera un nombre négatif. En d'autres termes, les réactions qui libèrent de l'énergie ont un ∆G < 0. Un ∆G négatif signifie également que les produits de la réaction ont moins d'énergie libre que les réactifs car ils ont dégagé une certaine énergie libre pendant la réaction. Les scientifiques appellent réactions exergoniques les réactions présentant un ∆G négatif et qui libèrent par conséquent de l'énergie libre. Exergonique signifie que l’énergie quitte le système. Nous appelons également ces réactions des réactions spontanées, car elles peuvent se produire sans ajouter d’énergie dans le système. Comprendre quelles réactions chimiques sont spontanées et libèrent de l’énergie libre est extrêmement utile pour les biologistes, car ces réactions peuvent être exploitées pour effectuer des travaux à l’intérieur de la cellule. Contrairement à l’usage courant du terme, une réaction spontanée n’est pas une réaction qui se produit soudainement ou rapidement. La rouille du fer est un exemple de réaction spontanée qui se produit lentement, petit à petit, au fil du temps.
Si une réaction chimique nécessite un apport d’énergie, alors le ∆G de cette réaction sera une valeur positive. Dans ce cas, les produits ont plus d’énergie libre que les réactifs. Ainsi, nous pouvons considérer les produits des réactions comme des molécules stockant de l’énergie. Nous appelons ces réactions chimiques des réactions endergoniques et elles ne sont pas spontanées. Une réaction endergonique ne se produira pas d’elle-même sans ajout d’énergie libre.
Par exemple, la construction de molécules complexes, comme les sucres, à partir de molécules plus simples est un processus anabolique qui nécessite de l’énergie. Les réactions chimiques impliquées dans les processus anabolisants sont donc des réactions endergoniques. Alternativement, le processus catabolique consistant à décomposer le sucre en molécules plus simples libère de l'énergie dans une série de réactions exergoniques.
Ce texte est adapté d'Openstax, Biologie 2e, Section 6.2: Potential, Kinetic, Free, and Activation Energy.
Si la variation d’énergie libre est inférieure à zéro, le processus est spontané et s’appelle une réaction exergonique. En revanche, si la variation d’énergie libre est supérieure à zéro, le processus n’est pas spontané et la réaction est endergonique.
Pour comparer les changements d’énergie de différentes réactions, le changement d’énergie libre est généralement signalé sous un ensemble standard de conditions écrites comme suit : ΔG0.
L’hydratation du fumarate en malate en présence de fumarase est une réaction exergonique car la variation standard de l’énergie libre pendant le processus est de −3,8 kJ/mol.
Pour que des réactions endergoniques se produisent, de l’énergie doit être ajoutée au système. Dans les cellules, les réactions endergoniques sont couplées à des réactions exergoniques.
Par exemple, la conversion endergonique du glucose en glucose-6-phosphate a une variation d’énergie libre standard de 13,8 kJ/mol, et l’hydrolyse exergonique de l’ATP a une variation d’énergie libre standard de -30,5 kJ/mol.
Ces réactions sont couplées à l’intérieur de la cellule, et l’ensemble du processus est exergonique, avec une variation d’énergie libre standard de -16,7 kJ/mol, soit un total de l’énergie libre standard des deux procédés.
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