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7.7: Energía de activación
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Activation Energy
 
TRANSCRIPCIÓN

7.7: Activation Energy

7.7: Energía de activación

Activation energy is the minimum amount of energy necessary for a chemical reaction to move forward. The higher the activation energy, the slower the rate of the reaction. However, adding heat to the reaction will increase the rate, since it causes molecules to move faster and increase the likelihood that molecules will collide. The collision and breaking of bonds represents the uphill phase of a reaction and generates the transition state. The transition state is an unstable high-energy state of the reactants. The formation of new chemical bonds and end products, and the release of free energy is the the downhill phase of the reaction. Catalysts increase the rate of a reaction by lowering the activation energy. For example, in biology, enzymes that metabolize sugar and fats increase the rate at which their breakdown happens and at the same time, prevent the overproduction of free energy that would otherwise denature proteins in the cell.

Catalysts

A catalyst is a substance that increases the rate of a reaction by lowering the activation energy, and in the process, regenerates itself. A catalyst provides an alternative pathway or mechanism for the reaction to take place and it accelerates both the forward and reverse reactions. In biology, enzymes are examples of catalysts because they lower the activation energy required for reactions in cellular metabolism.

For example, humans metabolize sugar and fat for energy. Enzymes are vital to humans for breaking down these molecules, because if thermal energy alone were to be used, the free energy released in the form of heat would cause proteins in the cell to denature. Furthermore, thermal energy would non-specifically catalyze all reactions. However, enzymes only bind to specific chemical reactants, called substrates, and lower their activation energy to catalyze selective cellular reactions.

La energía de activación es la cantidad mínima de energía necesaria para que una reacción química avance. Cuanto mayor sea la energía de activación, más lenta será la velocidad de la reacción. Sin embargo, añadir calor a la reacción aumentará la velocidad, ya que hace que las moléculas se muevan más rápido y aumenten la probabilidad de que las moléculas colisionen. La colisión y rotura de los enlaces representa la fase cuesta arriba de una reacción y genera el estado de transición. El estado de transición es un estado inestable de alta energía de los reactivos. La formación de nuevos enlaces químicos y productos finales, y la liberación de energía libre es la fase de descenso de la reacción. Los catalizadores aumentan la velocidad de una reacción reduciendo la energía de activación. Por ejemplo, en la biología, las enzimas que metabolizan el azúcar y las grasas aumentan la velocidad a la que se produce su descomposición y, al mismo tiempo, evitan la sobreproducción de energía libre que de otro modo desnaturalizaría las proteínas en la célula.

Catalizadores

Un catalizador es una sustancia que aumenta la velocidad de una reacción reduciendo la energía de activación, y en el proceso, se regenera. Un catalizador proporciona una vía o mecanismo alternativo para que la reacción tenga lugar y acelera las reacciones hacia adelante y hacia atrás. En biología, las enzimas son ejemplos de catalizadores porque reducen la energía de activación necesaria para las reacciones en el metabolismo celular.

Por ejemplo, los seres humanos metabolizan el azúcar y la grasa para obtener energía. Las enzimas son vitales para los seres humanos para descomponer estas moléculas, porque si la energía térmica por sí sola fuera utilizada, la energía libre liberada en forma de calor haría que las proteínas en la célula se desnaturalizaran. Además, la energía térmica no catalizaría específicamente todas las reacciones. Sin embargo, las enzimas sólo se unen a reactivos químicos específicos, llamados sustratos, y reducen su energía de activación para catalizar las reacciones celulares selectivas.


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