主要區別
火用反應和能電子反應的主要區別在於,火用反應是自發反應,而能電子反應是非自發反應
火用反應(exergonic reaction) vs. 能電子反應(endergonic reaction)
(火用)是一種具有負吉布斯自由能的有利化學反應。這表明,一個(火用)反應是一個自發反應,因為在這個反應中吉布斯能量為負值。在這種型別的反應中,能量被釋放到周圍,因此產物的能量比反應物的要低。由於這個原因,焓的變化對火用反應有一個負值。由於系統無序,這個反應的熵增加了。放熱反應也包括在火用反應中。相反,能電子反應是吉布斯自由能為正值的反應。非自發性反應也被稱為不良反應。在這種型別的反應中,必須從反應的外部提供能量以進行反應。這就是產物比反應物獲得更高能量值的原因。焓的變化有一個正值。由於新產品的形成,系統的熵減小。吸熱反應也包括在能電子反應中。
當複雜分子被分解時,外顯反應也可以被稱為分解代謝(代謝的破壞部分),而當新的複雜分子由簡單分子形成時,能電子反應也可以被稱為合成代謝(代謝的創造性部分)。
比較圖
什麼是火用反應(exergonic reaction)?
吉布斯自由能是一個熱力學勢,用來判斷一個反應是自發的還是非自發的。Gibbs自由能為負值表示反應是自發的,正值表示反應是非自發的。火用反應是自然界自發發生的不可逆反應。它意味著它已經準備好或者渴望在很少的外部**下發生。這種反應的例子是鈉暴露在空氣中的氧氣中燃燒。燃燒原木是火用反應的另一個例子。這些反應釋放出更多的熱量,在熱力學領域被稱為有利反應。在恆定的壓力和溫度下,吉布斯自由能為負,這意味著更多的能量被釋放而不是被吸收。細胞呼吸就是一個典型的例子。當一個葡萄糖分子轉化為二氧化碳時,釋放了近3012kj的能量。其他的細胞活動所使用的能量。所有的分解代謝反應,例如,碳水化合物、脂肪和蛋白質的分解,都會釋放出能量,供生物體工作。有些(火用)反應不是自發發生的,需要少量的能量來啟動反應。一旦外部能源滿足了這個能量需求,反應就開始打破鍵並形成新的鍵,能量在反應發生時被釋放。這導致環境中能量的淨增加和反應系統能量的淨損失。
什麼是能電子反應(endergonic reaction)?
許多化學反應只有在周圍有足夠的能量供應時才會發生。這些反應本身是不可能發生的。外部能量有助於打破這些聯絡。使反應繼續進行的鍵斷裂釋放的能量。這種能量不足以維持反應,需要外部能量。這些反應稱為能電子反應。蛋白質合成是一種合成代謝反應,需要小氨基酸**在一起形成蛋白質分子。**肽鍵需要大量的能量。細胞膜中的鈉鉀泵參與了鈉離子的泵出和鉀離子逆濃度梯度的運動,從而實現了呼叫去極化和神經傳導。這種反梯度運動需要大量的能量,這些能量來自ATP分子的分解。同樣,只有當肌動蛋白和肌球蛋白纖維之間的鍵斷裂形成新的鍵時,肌肉才會收縮。這也需要大量的能量。植物的光合作用是另一個能引起能量反應的例子。葉子有葡萄糖和水,但不能產生食物。陽光是啟動它的外部能源。
主要區別
- 火用反應是自發反應,而能電子反應是非自發反應。
- 火用反應不需要能量,而能電子反應需要能量。
- 在(火用)反應中,能量被釋放到環境中,而在電子反應中,能量從周圍環境中被吸收。
- 在(火用)反應中,形成的鍵比被破壞的鍵強,而在能電子反應中,形成的鍵比被破壞的鍵弱。
- 在(火用)反應中,系統的自由能降低,而在能電子反應中,系統的自由能增加。
- 在(火用)反應中,熵變大,而在能電子反應中,熵變小。
- 在(火用)反應中,吉布斯自由能為負值,而在能電子反應中,吉布斯自由能為正值。
結論
從以上討論可以得出結論,所有的化學反應都可以描述為火用或能電子反應,但兩者都有相反的性質。