Γιατί η οξείδωση των οργανικών ενώσεων με μοριακό οξυγόνο για την παραγωγή CO2 και απελευθέρωσης νερού απελευθέρωσε την ενέργεια;

Η οξείδωση των οργανικών ενώσεων με μοριακό οξυγόνο για την παραγωγή CO2 και νερού απελευθερώνει ελεύθερη ενέργεια επειδή:

1. Διαφορά ενέργειας στους χημικούς δεσμούς:

* Οργανικές ενώσεις: Οι οργανικές ενώσεις έχουν σχετικά ασθενείς δεσμούς άνθρακα-υδρογόνου (C-H) και άνθρακα-άνθρακα (C-C).

* CO2 και νερό: Το διοξείδιο του άνθρακα (CO2) και το νερό (H2O) έχουν ισχυρότερους δεσμούς, ιδιαίτερα τους διπλούς δεσμούς στο CO2.

Αυτή η διαφορά στα πλεονεκτήματα των δεσμών σημαίνει ότι το σπάσιμο των δεσμών στην οργανική ένωση και η διαμόρφωση των ισχυρότερων δεσμών στο CO2 και το νερό απελευθερώνει ενέργεια.

2. Αύξηση της εντροπίας:

* Οργανικές ενώσεις: Τα οργανικά μόρια είναι συνήθως πολύπλοκα και σχετικά διατεταγμένα.

* CO2 και νερό: Το CO2 και το νερό είναι απλούστερα και πιο διαταραγμένα μόρια.

Η μετατροπή ενός σύνθετου, διατεταγμένου μορίου σε απλούστερα, πιο διαταραγμένα μόρια αυξάνει την εντροπία (διαταραχή), η οποία είναι θερμοδυναμικά ευνοϊκή.

3. Μεταφορά ηλεκτρονίων:

* Οξείδωση: Η οξείδωση περιλαμβάνει την απώλεια ηλεκτρονίων. Σε αυτή την περίπτωση, η οργανική ένωση χάνει ηλεκτρόνια στο οξυγόνο.

* οξυγόνο: Το μοριακό οξυγόνο (Ο2) είναι ένας ισχυρός οξειδωτικός παράγοντας, που σημαίνει ότι δέχεται εύκολα ηλεκτρόνια.

Η μεταφορά ηλεκτρονίων από την οργανική ένωση σε οξυγόνο απελευθερώνει ενέργεια.

4. Οδός αντίδρασης:

Η οξείδωση των οργανικών ενώσεων με οξυγόνο δεν είναι μια αντίδραση ενός σταδίου, αλλά μάλλον μια σειρά βημάτων που περιλαμβάνουν διάφορα ενδιάμεσα. Αυτά τα βήματα καταλύονται από ένζυμα σε ζωντανούς οργανισμούς, επιτρέποντας την απελευθέρωση ενέργειας σε διαχειρίσιμες αυξήσεις και όχι μια ξαφνική, ανεξέλεγκτη έκρηξη.

Στην ουσία, η οξείδωση των οργανικών ενώσεων με οξυγόνο είναι ευνοϊκή επειδή έχει ως αποτέλεσμα:

* Ισχυρότερα ομόλογα που σχηματίζονται στα προϊόντα.

* αυξημένη εντροπία (διαταραχή).

* Μεταφορά ηλεκτρονίων από ένα λιγότερο ηλεκτροαρνητικό άτομο σε ένα πιο ηλεκτροαρνητικό άτομο.

Αυτή η απελευθέρωση ενέργειας αξιοποιείται από ζωντανούς οργανισμούς για βασικές διαδικασίες όπως:

* Κυτταρική αναπνοή: Δημιουργώντας ATP για ενέργεια.

* Ανάπτυξη και ανάπτυξη.

* Κίνηση και άλλες λειτουργίες.

Η συνολική αντίδραση είναι εξωθερμική, που σημαίνει ότι απελευθερώνει θερμική ενέργεια στο περιβάλλον.