Réaction exergonique

Graphe de l'évolution de l'énergie par le temps dans une réaction exergonique.

Une réaction exergonique est une réaction chimique spontanée qui libère de l'énergie, un travail, vers son environnement. Sa variation d'enthalpie libre de Gibbs $\Delta G$ est négative (à température et pression constantes).

Le contraire d'une réaction exergonique est une réaction endergonique. Les variations de l'énergie libre de Gibbs 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, ces dernières étant liées à une perte ou un gain de chaleur.

Étymologie

Étymologiquement, exo- (ἔξω) signifie « en dedans » 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.

Fonctionnement

Ce sont des réactions spontanées ou ne nécessitant qu'un faible apport d'énergie, dite énergie d'activation. 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.

Même si les réaction exergoniques sont spontanées, elles ne se produisent pas forcément à vitesse observable. 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 :

$\Delta G=G_{f}-G_{i}<0$

avec :

• $G_{f}$ l'enthalpie libre du milieu réactionnel dans son état final ;
• $G_{i}$ l'enthalpie libre du milieu réactionnel dans son état initial.

Exemples

La dissociation à faible pression d’une mole de tétroxyde de diazote en deux moles de dioxyde d’azote est une réaction exergonique.

En biologie, les réactions du catabolisme, comme la respiration cellulaire ou la fermentation, sont exergoniques. Lors de la respiration cellulaire, une molécule de glucose se transforme en dioxyde de carbone et environ 3 000 kJ d'énergie est libéré. 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.

Voir aussi

• Deuxième principe de la thermodynamique