การเปลี่ยนแปลงพลังงานของสารในปฏิกิริยาเคมี แบ่งได้เป็น 2 ลักษณะ คือ
ปฏิกิริยาดูดพลังงาน (Endergonic reaction)
ในการเกิดปฏิกิริยา หากพลังงานรวมของสารผลิตภัณฑ์ สูงกว่าพลังงานของสารตั้งต้น ปฏิกิริยานี้จะเกิดขึ้นต้องนำพลังงานจากภายนอกเข้าไป เพื่อให้ปฏิกิริยาเกิดขึ้นได้ ตัวอย่างเช่น ปฏิกิริยาการแยกน้ำด้วยไฟฟ้า มีการรับพลังงานไฟฟ้าเข้าไปเพื่อให้น้ำซึ่งเป็นสารตั้งต้น แยกตัวออกมาเป็นแก๊สไฮโดรเจน และแก๊สออกซิเจน ซึ่งเป็นสารผลิตภัณฑ์ ปฏิกิริยาดูดพลังงานมีแนวโน้มว่าจะไม่สามารถเกิดขึ้นได้เอง เพราะสารผลิตภัณฑ์ ที่เกิดมีพลังงานสูงกว่าสารตั้งต้น จึงต้องการพลังงานในการเกิดปฏิกิริยา
ปฏิกิริยาคายพลังงาน (Exergonic reaction)
ในการเกิดปฏิกิริยา หากผลรวมของสารผลิตภัณฑ์ต่ำกว่าพลังงานของสารตั้งต้น เมื่อเกิดปฏิกิริยาเคมี จะมีการปล่อยพลังงานส่วนเกินออกมา ตัวอย่างเช่น ปฏิกิริยาการรวมกันของแก๊สไฮโดรเจนและแก๊สออกซิเจน ทำให้ได้โมเลกุลของน้ำ ในปฏิกิริยานี้ แก๊สไฮโดรเจนและแก๊สออกซิเจนเป็นสารตั้งต้น ส่วนน้ำเป็นสารผลิตภัณฑ์ ปฏิกิริยาการคายพลังงานน่าจะเกิดขึ้นเองได้ เนื่องจากสารผลิตภัณฑ์มีพลังงานต่ำกว่าสารตั้งต้น อย่างไรก็ตามไม่ใช่ทุกปฏิกิริยาคายพลังงานที่จะสามารถเกิดเองได้อย่างรวดเร็ว เช่น ปฏิกิริยาการเกิดของแก๊สไฮโดรเจนกับออกซิเจน เพื่อเกิดเป็นโมเลกุลของน้ำ ปฏิกิริยจะเกิดได้เมื่อมีประกายไฟหรือความร้อน ในการเกิดปฏิกิริยาไม่ว่าจะเป็นปฏิกิริยาดูดพลังงาน และปฏิกิริยาการคายพลังงาน สารตั้งต้น จำเป็นต้องได้รับพลังงานเพียงพอที่จะสลายพันธะเดิมและทำให้เกิดการเรียงตัวใหม่ของอะตอมที่เหมาะสม พลังงานเริ่มต้นที่ทำให้เกิดปฏิกิริยาขึ้นได้ เรียกว่า พลังงานกระตุ้น หรือพลังงานก่อกัมมันต์ (activation energy)
ตัวอย่างการเกิดปฏิกิริยาดูดพลังงาน และปฏิกิริยาคายพลังงานที่เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิต เช่น ปฏิกิริยาการสังเคราะห์ ATPต้องดูดพลังงานเข้าไป 7.3 Kcal/mol และการสลาย ATP มีการปลดปล่อยพลังงานออกมา 7.3 Kcal/mol เนื่องจาก ATP เป็นสารเคมีที่มีพลังงานสูงในโมเลกุล และสิ่งมีชีวิตจะใช้พลังงานเคมีจากการสลาย โมเลกุลของ ATP เพื่อใช้ในกิจกรรมและปฏิกิริยาเคมีต่างที่เกิดขึ้นในร่างกาย ตัวอย่างเช่น การสร้าง glucose -6-phosphate ซึ่งเป็นปฏิกิริยาแรกในกระบวนการสลายกลูโคส เพื่อให้ได้พลังงานในการดำรงชีวิต เป็นปฏิกิริยาดูดพลังงานจากการสลายตัวของ ATP ควบคู่ไปกับการเติมหมู่ฟอสเฟตให้กับกลูโคส ดังภาพ |
|
<===กลับไปหน้าแรก
รวบรวมเรียบเรียงโดย ครูนันทนา สำเภา เอกสารอ้างอิงหนังสือเรียนรายวิชาชีววิทยาเพิ่มเติม เล่ม1 ตามหลักสูตรแกนกลางปี 2551 หนังสือรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์ ชีววิทยา เล่ม 1 ปรับปรุง พ.ศ. 2560 ตามหลักสูตรแกนกลางปี 2551 คู่มือครูรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์ชีววิทยาชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 เล่ม 1 ฉบับเผยแพร่ เมษายน 2563. |
|