Reducir las reacciones exotérmicas
Si deja un clavo de hierro afuera durante mucho tiempo, eventualmente se oxidará. La razón es porque el hierro oxidado (oxidado) se encuentra en un estado de energía más bajo que el hierro normal. De hecho, es un estado de energía mucho más bajo y toda la reacción libera alrededor de 150 kcal de energía / mol.
Si la energía es mucho menor, ¿por qué el clavo de hierro no se oxida inmediatamente? ¿Qué impide que reacciones como ésta ocurran espontáneamente todo el tiempo?
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Las reacciones exotérmicas (reacciones que liberan energía) suelen tener una alta energía de activación. Es esta alta energía de activación la que evita que las reacciones se produzcan de forma espontánea. La energía de activación se refiere a la energía necesaria para iniciar la reacción.
Se necesita energía adicional para iniciar una reacción porque normalmente, en el curso de la reacción, hay un paso en el que el compuesto es muy inestable y, por lo tanto, requiere mucha energía para crear este compuesto. Este compuesto intermedio se llama complejo activado y se encuentra en el punto más alto del diagrama de energía.
Pasos de reacción
Cuando miramos una reacción paso a paso, podemos ver dónde ocurre este complejo activado. Veamos la reacción para producir clorobenceno a partir del benceno. El benceno es un compuesto muy estable, porque es aromático (en forma de anillo y estructura plana).
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La reacción para producir clorobenceno es exotérmica, pero el paso que rompe la aromaticidad requiere mucha energía porque el complejo activado es muy inestable.
En la reacción básica vemos que el benceno se convierte en clorobenceno usando cloro y obtenemos ácido clorhídrico como subproducto.
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Sin embargo, cuando observamos la reacción paso a paso, vemos que hay un paso en el que el benceno tiene una carga positiva. Durante este paso, el benceno ya no es aromático y requiere mucha energía para crear este producto. Entonces este es el complejo activado y la razón por la que esta reacción no ocurre espontáneamente.
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Formación de óxido
A veces, las reacciones ocurren todas en un solo paso, pero incluso en este caso todavía hay un complejo activado. Este complejo activado ocurre cuando los electrones se mueven entre dos moléculas. Durante este período, el electrón no está completamente asociado con ninguna de las moléculas, lo que hace que ambas moléculas sean muy inestables. Esto ocurre cuando el hierro se oxida y se oxida.
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No existe un compuesto intermedio real, pero durante la reacción, los electrones se comparten entre dos moléculas. Ambas moléculas son muy inestables, por lo que se requiere mucha energía para formar este compuesto. Pero una vez que se ha formado, es muy fácil crear el siguiente producto.
Enzimas y complejo activado
Las enzimas son proteínas que aceleran una reacción. A menudo, las enzimas actúan cambiando el estado del complejo activado. Actúan como un soporte para estabilizar el complejo activado haciendo mucho más fácil que se forme ese complejo activado, por lo que la energía de activación es menor.
Nuestro cuerpo utiliza muchas enzimas diferentes para acelerar las reacciones. De hecho, tan pronto como se lleva la comida a la boca, las enzimas de la saliva ya están trabajando para descomponerla para que pueda ser absorbida por el cuerpo.
La enzima amilasa se encuentra en la saliva y descompone el almidón en azúcares simples. Normalmente, esta reacción requeriría mucha energía (incluso más energía para romperla de la que obtendríamos con el almidón). Pero dado que la enzima estabiliza los compuestos intermedios, requiere mucha menos energía y, por lo tanto, podemos obtener energía de nuestros alimentos.
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Resumen de la lección
Un complejo activado se refiere al estado de una molécula cuando la reacción se encuentra en el punto de activación de la energía . Aquí es cuando la reacción es más inestable. Este puede ser un compuesto intermedio o puede ser un punto donde los electrones se comparten entre moléculas.
Las enzimas pueden acelerar las reacciones estabilizando el complejo activado para que no requiera tanta energía para formarse.
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