7.7: Энергия активации

Энергия активации — это минимальное количество энергии, необходимое для химической реакции для продвижения вперед. Чем выше энергия активации, тем медленнее скорость реакции. Тем не менее, добавление тепла к реакции увеличит скорость, так как это заставляет молекулы двигаться быстрее и увеличить вероятность того, что молекулы столкнутся. Столкновение и разрыв связей представляет собой трудную фазу реакции и генерирует переходное состояние. Переходное состояние – это нестабильное высокое энергетическое состояние реагентов. Формирование новых химических связей и конечных продуктов, а также высвобождение свободной энергии является скоростной фазой реакции. Катализаторы увеличивают скорость реакции за счет снижения энергии активации. Например, в биологии ферменты, усваивают сахар и жиры, увеличивают скорость их распада и в то же время предотвращают перепроизводство свободной энергии, которая в противном случае денатурировать белки в клетке.

Катализаторы

Катализатором является вещество, которое увеличивает скорость реакции за счет снижения энергии активации, и в процессе, регенерирует себя. Катализатор обеспечивает альтернативный путь или механизм для реакции, чтобы иметь место, и это ускоряет как вперед и обратной реакции. В биологии ферменты являются примерами катализаторов, поскольку они снижают энергию активации, необходимую для реакций в клеточном метаболизме.

Например, люди усваивают сахар и жир для получения энергии. Ферменты имеют жизненно важное значение для человека для разрушения этих молекул, потому что если тепловая энергия только должны были быть использованы, свободная энергия, выделенная в виде тепла, приведет к денатурации белков в клетке. Кроме того, тепловая энергия не будет специально катализировать все реакции. Тем не менее, ферменты связываются только с конкретными химическими реагентами, называемыми субстратами, и снижают их энергию активации, чтобы селективно катализировать клеточные реакции.