Redoxreaktion
Jag tycker det är svårt att helt greppa. Nu i biologiboken stöter jag på något av det jag inte riktigt hittat ord för att sätta ihop en fråga om tidigare:
"Many organisms exploit the electronegaticity of oxygen; moving electrons between C and O powers living systems, as you will see in many subsequent examples in this text."
Hur kan att flytta elektroner från det mindre elektronegativa kolet till syret göra att levande system får energi?
Alltså: Varför ger det energi (för att fråga lite mer allmänt)?
Nej, jag är inte med på detta.
I grund och botten handlar det om att universum strävar efter att minska sin fria energi, dvs den energi som finns tillgänglig för att utföra arbete.
Ett system har helt enkelt lägre fri energi om en elektron ges till en syreatom jämfört med om den tillhör en kolatom. Små atomer som kväve, syre och fluor har valenselektroner som känner av en ganska stark kärnladdning och dessutom strävar de efter att nå fulla p-orbitaler. Det är förklaringen till varför de är så starkt elektronegativa. En extra elektron binds alltså ganska starkt till dessa atomer, starkare än till andra atomer som kol.
Nej jag greppar fortfarande inte detta. Varför skulle systemet ha lägre fri energi för syret har elektronen?(!)
Ska man alltså säga att... nej jag kommer verkligen inte på något vettigt.
Men först en fråga - uppkommen under lite googlande sedan jag skrev frågan.
1) Man pratar om att ett ämne avger elektroner + protoner (H+). Men detta måste väl inte alltid ske för att det ska vara en redoxreaktion, eller?
Men sen då.
2) Jag kommer inte på något. För att säga "elektronerna fördelas så att stabilast slutprodukterna bildas" ger mig bara den ytterligare frågan: Men hur vet man att koldioxid och vatten är stabilare än syrgas och propan (tex)?
3) Och, för reaktionen just nämnd), den värmen + ljus som går ut som följd av reaktionen - det känns ju som, bokstavligen, "fri energi" som kommer ut och som kan göra något. Varför blir detta till lägre fri energi i universum - för att den är mindre "värdefull" än energin i reaktanterna?
4) Ursprungsfrågan - om biologiska system: Någon exempel där - om kolet och syret och att en reaktion "powers something". Liksom energins väg - kanske förstår jag då bättre?
5) Sidofråga: varför bildas det ljus när bindningarna möbleras om i reaktionen nämnd ovan?
Du får skapa nya trådar för dina nya frågor, annars blir ämnet för stort för den här tråden.
Den enklaste förklaringsmodellen bygger på att syre helt enkelt har fler protoner i sin atomkärna jämfört med kol. Det innebär att en syreatom är mindre än en kolatom då attraktionen mellan valenselektroner och kärna är större. Om avståndet mellan dem är kortare så binds även elektronerna hårdare och får lägre energi hos syre. Med lägre energi menas här att man måste tillföra mer energi för att lösgöra en valenselektron hos syre jämfört med kol. Om en valenselektron hos kol hoppar över och blir en valenselektron hos syre får man alltså totalt sett lägre energi.
Energin frigörs i form av värme. Värme har väldigt låg fri energi eftersom det bara är en bråkdel av energin som kan användas för att utföra arbete. Av samma anledning är en elmotor mycket effektivare än en förbränningsmotor då el utgörs av en större andel fri energi än värme, dvs man kan använda en större andel av energin till att utföra arbete i motorn.
En redoxreaktion innebär att det sker en elektronövergång där ett eller flera atomslag byter oxidationstillstånd. Det behöver inte alls involvera vätejoner, men så är ofta fallet inom biokemin där mycket kretsar kring oxidation och reduktion av olika elektronbärare som NADH, FADH2, NAPDH osv
Men med kol "vs" syret:
Jag tänker spontant att det inte borde vara självklart att det blir ett lägre energitillstånd - för blir inte kolet ostabilare när det avger sin/-a elektroner till syre?
Om värme och fri energi:
Elmotorn du tar upp - hur menar du där? Varför utgörs el av en större andel fri energi än värme?
Varför kan man bara använda en bråkdel av värmen till arbete?
Men med kol "vs" syret:
Jag tänker spontant att det inte borde vara självklart att det blir ett lägre energitillstånd - för blir inte kolet ostabilare när det avger sin/-a elektroner till syre?
Syre har högre elektronegativitet än kol.
Jämför entalpin hos produkterna jämfört med reaktanterna - exoterma reaktioner är väldigt ofta spontana.
Om värme och fri energi:
Elmotorn du tar upp - hur menar du där? Varför utgörs el av en större andel fri energi än värme?
Varför kan man bara använda en bråkdel av värmen till arbete?
Har du lärt dig om Carnot-processer?
