エンダーゴニック反応：特性、例 - 化学 - 2025

吸エルゴン反応は自発的に発生することができないものであり、また、エネルギーの高い電源を必要とします。化学では、このエネルギーは一般にカロリーです。すべてのエンダーゴニック反応の中で最もよく知られているのは吸熱反応、つまり熱を吸収して発生する反応です。

なぜすべての反応が自然ではないのですか？彼らは熱力学の法則に上るからです。それらはエネルギーを消費し、関与する種によって形成されたシステムはエントロピーを減少させます。つまり、化学的な目的のために、それらはより分子的に秩序化されます。

出典：Pxhere

レンガの壁を構築することは、エンダーゴニック反応の一例です。レンガだけでは、固体を形成するのに十分なほどコンパクトではありません。これは、それらの結合を促進するエネルギー獲得がないためです（可能な分子間相互作用にも反映されます）。

したがって、壁を構築するには、セメントと労働力が必要です。これはエネルギーであり、エネルギーのメリットが認められると（壁の場合は経済的）、非自然反応（壁は自動的に構築されません）が可能になります。

利益がない場合、壁はあらゆる妨害の下で崩壊し、そのレンガは一緒に保持することができなくなります。同じことが多くの化学物質にも当てはまり、そのビルディングブロックは自発的には一緒にできません。

エンダーゴニック反応の特徴

壁が自発的に構築できる場合はどうなりますか？これを行うには、レンガ間の相互作用が非常に強く安定している必要があり、セメントや人が注文する必要がないようにします。一方、レンガの壁は耐性がありますが、それらを一緒に保持する硬化したセメントであり、レンガの材料は適切ではありません。

したがって、エンダーゴニック反応の最初の特性は次のとおりです。

-それは自発的ではありません

-熱（または別の種類のエネルギー）を吸収します

そしてなぜそれはエネルギーを吸収するのですか？彼らの製品は反応に関与する反応物よりも多くのエネルギーを持っているからです。これは次の方程式で表すことができます。

ΔG= G _反応性 -G _製品

ΔGはギブスの自由エネルギーの変化です。G _ProductはG _Reagentsよりも大きいので（よりエネルギー的であるため）、減算はゼロより大きくなければなりません（ΔG> 0）。次の画像は、今説明した内容をさらに要約したものです。

出典：ガブリエルボリバル

生成物と反応物のエネルギー状態の違いに注意してください（紫色の線）。したがって、最初に熱吸収がない場合、反応物は生成物になりません（A + B => C）。

システムの自由エネルギーを増やします

すべてのエンダーゴニック反応は、システムのギブズ自由エネルギーの増加に関連しています。特定の反応について、ΔG> 0であることが真である場合、それは自発的ではなく、実行されるエネルギーの供給を必要とします。

反応がエンダーゴニックであるかどうかを数学的に知る方法は？次の方程式を適用します。

ΔG=ΔH–TΔS

ΔHは反応のエンタルピー、つまり放出または吸収される総エネルギーです。ΔSはエントロピーの変化、Tは温度です。TΔS係数は、相（固体、液体、または気体）内の分子の膨張または配置に使用されないエネルギー損失です。

したがって、ΔGは、システムが作業を行うために使用できるエネルギーです。ΔGはエンダーゴニック反応の正の符号を持っているので、生成物を得るためにエネルギーまたは仕事をシステム（反応物）に適用する必要があります。

次に、ΔH（吸熱反応の場合は正、発熱反応の場合は負）、およびTΔSの値が分かれば、反応が吸血性であるかどうかを知ることができます。つまり、反応は吸熱性ですが、必ずしも吸熱性ではありません。

アイスキューブ

たとえば、アイスキューブは液体の水に溶けて熱を吸収し、その分子の分離に役立ちます。ただし、プロセスは自発的であるため、エンダーゴニック反応ではありません。

そして、-100℃以下の温度で氷を溶かしたい場合はどうでしょうか？この場合、自由エネルギー方程式のTΔS項はΔHと比較して小さくなり（Tが減少するため）、その結果、ΔGは正の値になります。

言い換えると、-100℃以下で氷を溶かすことはエンダーゴニックのプロセスであり、自然発生的なものではありません。同様のケースは、50℃付近で水を凍結する場合ですが、これは自然には起こりません。

製品リンクが弱い

ΔGにも関連するもう1つの重要な特性は、新しい結合のエネルギーです。形成された生成物の結合は、反応物の結合よりも弱い。ただし、結合の強度の低下は、物理的特性に反映される質量の増加によって補われます。

ここでレンガの壁との比較は意味を失い始めています。上記によれば、レンガ内の結合は、それらとセメントの間の結合よりも強くなければなりません。ただし、壁の質量が大きいため、壁は全体としてより剛性が高く、耐性があります。

似たようなことは例のセクションで説明されますが、砂糖についてです。

それはexergonic反応と相まって

エンダーゴニック反応が自発的ではない場合、それらは自然界でどのように起こりますか？答えは、非常に自発的（exergonic）であり、何らかの形でそれらの発達を促進する他の反応とのカップリングによるものです。

たとえば、次の化学式はこの点を表しています。

A + B => C（エンダーゴニック反応）

C + D => E（運動反応）

最初の反応は自然発生的なものではないため、当然発生することはありません。ただし、Cの生成により2番目の反応が発生し、Eが発生します。

、二つの反応のためのギブスの自由エネルギーを加えることΔG ₁及びΔG ₂、より少ないゼロ（ΔG<0）よりも結果と、システムは、エントロピーの増加を提示し、したがって、自発的であろう。

CがDと反応しなかった場合、エネルギーの補償がないため（AはDと反応しません）（レンガの壁のお金の場合のように）。CとDは、エンダーゴニック反応であるにもかかわらず、AとBを「引き寄せ」て反応させると言われています。

例

ソース：最大ピクセル

光合成

植物は太陽エネルギーを使用して、二酸化炭素と水から炭水化物と酸素を生成します。CO ₂とO ₂は強力な結合を持つ小さな分子であり、糖を形成し、リング構造を持ち、重く、より固体であり、約186℃の温度で融解します。

CC、CH、CO結合は、O = C = OおよびO = Oよりも弱いことに注意してください。そして、糖単位から、植物はセルロースのような多糖類を合成することができます。

生体分子と高分子の合成

エンダーゴニック反応は同化プロセスの一部です。炭水化物と同様に、タンパク質や脂質などの他の生体分子も、それらがなければ、ATPの加水分解反応とのカップリングが存在できない複雑なメカニズムを必要とします。

同様に、細胞呼吸などの代謝プロセス、細胞膜を横切るイオンの拡散、および血流を介した酸素の輸送は、エンダーゴニック反応の例です。

原油からのダイヤモンドと重い化合物の形成

ダイヤモンドは非常に大きな圧力と温度を必要とするので、ダイヤモンドの成分を結晶性の固体に圧縮できます。

ただし、非常に遅い速度で発生しますが、一部の結晶化は自然発生的です（自発性は反応の速度論とは関係ありません）。

最後に、原油は単独でエンダーゴニック反応の生成物、特に重質炭化水素またはアスファルテンと呼ばれる高分子を表しています。

その構造は非常に複雑であり、それらの合成には長い時間（数百万年）、熱および細菌の作用がかかります。

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