एंडर्जोनिक प्रतिक्रिया

एक ऊर्जा प्रतिक्रिया (जैसे प्रकाश संश्लेषण) एक प्रतिक्रिया है जिसके लिए ऊर्जा को संचालित करने की आवश्यकता होती है। एंडर्जोनिक का अर्थ है काम के रूप में ऊर्जा को अवशोषित करना। प्रतिक्रिया के लिए सक्रियण ऊर्जा आमतौर पर एक्सर्जोनिक प्रतिक्रिया (1) की समग्र ऊर्जा से बड़ी होती है। एंडर्जोनिक प्रतिक्रियाएं गैर-सहज हैं। प्रतिक्रिया की प्रगति को रेखा द्वारा दिखाया गया है। गिब्स मुक्त ऊर्जा में परिवर्तन (ΔG) एक अंतर्जात प्रतिक्रिया के दौरान एक सकारात्मक मूल्य है क्योंकि ऊर्जा प्राप्त होती है (2)।

रासायनिक ऊष्मप्रवैगिकी, एक अंतर्जात प्रतिक्रिया (from Greek

ἔνδον (एंडोन)  'के भीतर', and ἔργον (एर्गन) 'कार्य'; से इसे गर्मी अवशोषित करने वाली गैर-स्फूर्त प्रतिक्रिया या प्रतिकूल प्रतिक्रिया भी कहा जाता है) एक रासायनिक प्रतिक्रिया है जिसमें थर्मोडायनामिक मुक्त ऊर्जा में मानक परिवर्तन सकारात्मक होता है, और इस प्रतिक्रिया को करने के लिए एक सक्रियण ऊर्जा की आवश्यकता होती है। सामान्य शब्दों में, उपयोगी ऊर्जा की कुल मात्रा ऋणात्मक है (इससे प्राप्त होने वाली प्रतिक्रिया की तुलना में प्रतिक्रिया प्रारंभ करने में अधिक ऊर्जा लगती है) इसलिए कुल ऊर्जा एक शुद्ध नकारात्मक परिणाम है, जो बाहरी प्रतिक्रिया में शुद्ध सकारात्मक परिणाम के विपरीत होता है। इसे कहने की एक और विधि यह है कि प्रतिक्रिया होने के लिए उपयोगी ऊर्जा को परिवेश से व्यावहारिक प्रणाली में अवशोषित किया जाना चाहिए।

निरंतर तापमान और निरंतर दबाव की स्थिति में, इसका मतलब है कि मानक गिब्स मुक्त ऊर्जा में परिवर्तन सकारात्मक होगा,

$\Delta G^{\circ }>0$

मानक स्थिति पर प्रतिक्रिया के लिए (यानी मानक दबाव (1 बार (इकाई) ), और सभी अभिकर्मकों के मानक सांद्रता (1 एकाग्रता # मोलरिटी) पर)।

चयापचय में, एक अंतर्जात प्रक्रिया उपचय है, जिसका अर्थ है कि ऊर्जा संग्रहीत है; ऐसी कई उपचय प्रक्रियाओं में, एडेनोसाइन ट्रायफ़ोस्फेट (एटीपी) की प्रतिक्रिया को युग्मित करके ऊर्जा की आपूर्ति की जाती है और इसके परिणामस्वरूप एक उच्च ऊर्जा, नकारात्मक चार्ज कार्बनिक फॉस्फेट और सकारात्मक एडेनोसिन डिपोस्फेट होता है।

संतुलन स्थिरांक

प्रतिक्रिया के लिए संतुलन स्थिरांक ΔG° से संबंधित है:

$K=e^{-{\frac {\Delta G^{\circ }}{RT}}}$

जहाँ T थर्मोडायनामिक तापमान है और R गैस स्थिरांक है। इसलिए ΔG° का धनात्मक मान निकलता है

$K<1\,$

ताकि दाढ़ रससमीकरणमितीय मात्रा से प्रारंभ होकर ऐसी प्रतिक्रिया संतुलन की ओर पीछे की ओर बढ़े, न कि आगे की ओर।

फिर भी, प्रकृति में विशेष रूप से जैव रसायन और शरीर विज्ञान में अंतर्जात प्रतिक्रियाएं काफी आम हैं। कोशिकाओं में एंडर्जोनिक प्रतिक्रियाओं के उदाहरणों में प्रोटीन संश्लेषण और Na+/K+-ATPase|Na शामिल हैं⁺/के⁺ पंप जो संभावित कार्रवाई और मांसपेशियों के संकुचन को संचालित करता है।

एंडर्जोनिक प्रतिक्रियाओं के लिए गिब्स मुक्त ऊर्जा

ब्रह्मांड में सभी भौतिक और रासायनिक प्रणालियां ऊष्मप्रवैगिकी के दूसरे नियम का पालन करती हैं और एक डाउनहिल यानी एक्सर्जोनिक दिशा में आगे बढ़ती हैं। इस प्रकार, स्वयं के लिए छोड़ दिया गया, कोई भी भौतिक या रासायनिक प्रणाली, ऊष्मप्रवैगिकी के दूसरे नियम के अनुसार, उस दिशा में आगे बढ़ेगी, जो प्रणाली की उष्मागतिक मुक्त ऊर्जा को कम करती है, और इस प्रकार कार्य के रूप में ऊर्जा खर्च करती है। ये प्रतिक्रियाएँ अनायास होती हैं।

गैर सहज होने पर एक रासायनिक प्रतिक्रिया एंडर्जोनिक होती है। इस प्रकार इस प्रकार की अभिक्रिया में गिब्स मुक्त ऊर्जा बढ़ती है। गिब्स मुक्त ऊर्जा के किसी भी परिवर्तन में एन्ट्रॉपी शामिल है। यह एक एंडोथर्मिक प्रतिक्रिया से अलग है जहां एन्ट्रॉपी शामिल नहीं है। गिब्स मुक्त ऊर्जा की गणना गिब्स-हेल्महोल्त्ज़ समीकरण के साथ की जाती है:

$\Delta G=\Delta H-T\cdot \Delta S$

कहाँ:

$T$ = केल्विन (इकाइयां)इकाई) में तापमान (के)

$\Delta G$ = गिब्स मुक्त ऊर्जा में परिवर्तन

$\Delta S$ = एन्ट्रापी में परिवर्तन (298 K पर) के रूप में ${\textstyle \Delta S=\sum S({\text{Product}})-\sum S({\text{Reagent}})}$

$\Delta H$ = तापीय धारिता में परिवर्तन (298 K पर) के रूप में ${\textstyle \Delta H=\sum H({\text{Product}})-\sum H({\text{Reagent}})}$

जब गिब्स मुक्त ऊर्जा बढ़ती है तो एक रासायनिक प्रतिक्रिया गैर-स्फूर्त रूप से आगे बढ़ती है, उस स्थिति में $\Delta G$ सकारात्मक है। एक्सर्जोनिक प्रतिक्रियाओं में $\Delta G$ नकारात्मक है और अंतर्जात प्रतिक्रियाओं में $\Delta G$ सकारात्मक है:

$\Delta _{\mathrm {R} }G<0$ exergon

$\Delta _{\mathrm {R} }G>0$ endgon

कहाँ $\Delta _{\mathrm {R} }G$ रासायनिक प्रतिक्रिया के पूरा होने के बाद गिब्स मुक्त ऊर्जा में परिवर्तन के बराबर होता है।

== एंडर्जोनिक प्रतिक्रियाएं करना == होता है

एंडर्जोनिक प्रतिक्रियाएं प्राप्त की जा सकती हैं यदि उन्हें या तो एक एक्सर्जोनिक (स्थिरता में वृद्धि, थर्मोडायनामिक मुक्त ऊर्जा में नकारात्मक परिवर्तन) प्रक्रिया द्वारा खींचा या धकेल दिया जाता है। बेशक, सभी मामलों में कुल प्रणाली की शुद्ध प्रतिक्रिया (अध्ययन के तहत प्रतिक्रिया प्लस पुलर या पुशर प्रतिक्रिया) एक्सर्जोनिक है।

खींचो

अभिकर्मकों को एक अंतर्जात प्रतिक्रिया के माध्यम से खींचा जा सकता है, यदि प्रतिक्रिया उत्पादों को बाद की एक्सर्जोनिक प्रतिक्रिया द्वारा तेजी से साफ किया जाता है। इस प्रकार एंडर्जोनिक प्रतिक्रिया के उत्पादों की एकाग्रता हमेशा कम रहती है, इसलिए प्रतिक्रिया आगे बढ़ सकती है।

इसका एक उत्कृष्ट उदाहरण एक प्रतिक्रिया का पहला चरण हो सकता है जो एक संक्रमण अवस्था के माध्यम से आगे बढ़ता है। सक्रियण ऊर्जा के शीर्ष पर संक्रमण अवस्था में जाने की प्रक्रिया अंतर्जात है। हालांकि, प्रतिक्रिया आगे बढ़ सकती है क्योंकि संक्रमण की स्थिति तक पहुंचने के बाद, यह तेजी से अधिक स्थिर अंतिम उत्पादों के लिए एक बाहरी प्रक्रिया के माध्यम से विकसित होता है।

पुश

एक साझा मध्यवर्ती के माध्यम से एंडर्जोनिक प्रतिक्रियाओं को उन्हें एक और प्रतिक्रिया में जोड़कर धक्का दिया जा सकता है जो दृढ़ता से एक्सर्जोनिक है।

अक्सर इसी तरह जैविक प्रतिक्रियाएं आगे बढ़ती हैं। उदाहरण के लिए, अपनी प्रतिक्रिया पर

$X+Y\longrightarrow XY$

होने के लिए बहुत अधिक ऊर्जावान हो सकता है। हालाँकि इसे एक जोरदार एक्सर्जोनिक प्रतिक्रिया के साथ युग्मित करके इसे संभव बनाया जा सकता है - जैसे, बहुत बार, एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट का एडेनोसिन डिपोस्फेट और अकार्बनिक फॉस्फेट आयनों में अपघटन, एटीपी → एडीपी + पी_i, ताकि

$X+{\mathit {ATP}}\longrightarrow {\mathit {XP}}+{\mathit {ADP}}$

${\mathit {XP}}+Y\longrightarrow {\mathit {XY}}+P_{i}$

इस तरह की प्रतिक्रिया, एटीपी अपघटन के साथ एक ऊर्जा प्रतिक्रिया उत्पन्न करने के लिए आवश्यक मुक्त ऊर्जा की आपूर्ति करती है, कोशिका जैव रसायन में इतनी आम है कि एटीपी को अक्सर सभी जीवित जीवों की सार्वभौमिक ऊर्जा मुद्रा कहा जाता है।

यह भी देखें

• एक्सर्जोनिक
• एक्सर्जोनिक प्रतिक्रिया
• एक्ज़ोथिर्मिक
• एन्दोठेर्मिक
• उष्माक्षेपी प्रतिक्रिया
• एंडोथर्मिक प्रतिक्रिया
• गर्म खून वाले
• गर्म खून वाले