Activeringsenergie

Activeringsenergie is de minimale hoeveelheid energie die nodig is om een chemische reactie in gang te zetten. Hoe hoger de activeringsenergie, des te langzamer de reactiesnelheid. Door warmte aan de reactie toe te voegen, zal de snelheid toenemen. Warmte zorgt ervoor dat moleculen sneller bewegen en de kans dat moleculen zullen botsen groter wordt. Het botsen en het verbreken van bindingen is het opwaartse fase van de reactie en genereert een overgangstoestand. De overgangstoestand is een onstabiele hoogenergetische toestand van de reactanten. De vorming van nieuwe chemische bindingen en eindproducten, en het vrijkomen van vrije energie is de neerwaartse fase van de reactie. Katalysatoren verhogen de reactiesnelheid door de activeringsenergie te verlagen. In de biologie bijvoorbeeld, wordt de snelheid waarmee enzymen suiker en vetten verteren hoger, maar op hetzelfde moment zorgen enzymen ervoor dat er niet teveel vrije energie wordt gevormd, omdat eiwitten in de cel anders zouden denatureren.

Katalysatoren

Een katalysator is een tussenstof die de reactiesnelheid verhoogt door de activeringsenergie te verlagen, maar die zelf niet wordt verbruikt voor de reactie. Een katalysator biedt een alternatieve methode om de reactie te laten plaatsvinden en versnelt zowel voorwaartse als omgekeerde reacties. In de biologie zijn enzymen voorbeelden van katalysatoren omdat ze de activeringsenergie, die nodig is voor reacties in het cellulaire metabolisme, verlagen.

Mensen verteren bijvoorbeeld suiker en vet voor energie. Enzymen zijn essentieel voor de mens om deze moleculen af te breken. Als alleen thermische energie gebruikt zou worden, dan zou de vrije energie, die vrijkomt in de vorm van warmte, ervoor zorgen dat eiwitten in de cel denatureren. Bovendien is thermische energie geen specifieke katalysator. Enzymen binden echter alleen aan specifieke chemische reactanten, substraten genaamd, en verlagen hun activeringsenergie om selectieve cellulaire reacties te katalyseren.