Réaction exergonique
Une réaction exergonique est une réaction chimique spontanée qui libère de l'énergie, un travail, vers son environnement. C'est une réaction pour laquelle la variation de l'enthalpie libre (, fonction de Gibbs) est négative[1],[2] (à température et pression constantes).
Les variations de l'énergie libre incluent les variations de l'enthalpie et de l'entropie, à la différence des réactions exothermiques et endothermiques, qui ne se définissent que par des variations de l'enthalpie seule, ces dernières étant liées à une perte ou un gain de chaleur.
Le contraire d'une réaction exergonique est une réaction endergonique.
Étymologie
modifierÉtymologiquement, exo- (ἔξω) signifie « en dehors » et ergon- (ἔργον) « travail ». Une réaction exergonique ne nécessite aucun apport d'un certain « travail » au sens large, c'est-à-dire d'une certaine énergie[3],[4],[5].
Fonctionnement
modifierCe sont des réactions spontanées ou ne nécessitant qu'un faible apport d'énergie, dite énergie d'activation[6],[7]. Ces réactions entrainent des ruptures de liaisons chimiques qui libèrent de l'enthalpie libre en grande quantité. Plus les molécules d'une réaction exergonique ont de liaisons chimiques, plus elles fourniront d'énergie[3].
Même si les réactions exergoniques sont spontanées, elles ne se produisent pas forcément à vitesse observable[8]. Elles peuvent être accélérées par la présence d'un catalyseur, comme des enzymes qui facilitent la liaison enzyme-substrat.
Selon le deuxième principe de la thermodynamique, à pression et température constantes, une réaction chimique exergonique induit un changement d'enthalpie libre négatif[1],[7] :
avec :
- l'enthalpie libre du milieu réactionnel dans son état final ;
- l'enthalpie libre du milieu réactionnel dans son état initial.
Exemples
modifierLa dissociation à faible pression d’une mole de tétroxyde de diazote en deux moles de dioxyde d’azote est une réaction exergonique[9].
En biologie, les réactions du catabolisme, comme la respiration cellulaire ou la fermentation, sont exergoniques[10]. Lors de la respiration cellulaire, une molécule de glucose se combine à six molécules de dioxygène pour former du dioxyde de carbone et de l'eau, environ 3 000 kJ d'énergie sont libérés pour une mole de glucose (soit environ 180 g)[11]. Cette énergie sert aux organismes pour d'autres activités cellulaires, comme pendant l'anabolisme.
D'autres exemples sont la décharge d'une pile électrique ou l'hydrolyse de l'ATP.
Notes et références
modifierRéférences
modifier- Botham et al. 2017, p. 114.
- (en) « exergonic (exoergic) reaction », IUPAC, Compendium of Chemical Terminology [« Gold Book »], Oxford, Blackwell Scientific Publications, 1997, version corrigée en ligne : (2019-), 2e éd. (ISBN 0-9678550-9-8).
- « Dictionnaire médical de l'Académie de Médecine », sur academie-medecine.fr (consulté le ).
- « Définition de exergonique | Dictionnaire français », sur lalanguefrancaise.com (consulté le ).
- Commission d’enrichissement de la langue française, « exergonique », sur FranceTerme, ministère de la Culture (consulté le ).
- Khan Academy, « Énergie d’activation (leçon) », sur khanacademy.org (consulté le ).
- « 6.2 : Énergie potentielle, cinétique, libre et d'activation », sur query.libretexts.org, (consulté le ).
- « Réaction exergonique : définition illustrée et explications », sur aquaportail.com (consulté le ).
- Commission d'enrichissement de la langue française, Vocabulaire de la chimie et des matériaux : Termes, expressions et définitions publiés au Journal officiel, (lire en ligne [PDF]), définition 243.
- Futura, « Définition | Exergonique », sur futura-sciences.com (consulté le ).
- (en) Royal Society of biology, « Respiration » [PDF] (consulté le ), p. 10.
Bibliographie
modifier- Kathleen M Botham, Anthony Weil, Victor W Rodwell, Peter J Kennelly et David A Bender (trad. de l'anglais par Lionel Domenjoud), Biochimie de Harper [« Harper's Illustrated Biochemistry »], De Boeck Supérieur, , 6e éd., 840 p. (ISBN 9782807307247, lire en ligne), p. 114.
