Kľúčový rozdiel medzi voľnou energiou a aktivačnou energiou je v tom, že voľná energia je množstvo energie dostupnej pre termodynamický systém na vykonanie termodynamickej práce, zatiaľ čo aktivačná energia chemickej reakcie je energetická bariéra, ktorú treba prekonať aby ste získali produkty z reakcie.
Voľná energia a aktivačná energia sú dva rôzne pojmy, ktoré majú tiež rôzne aplikácie. Pojem voľná energia sa používa v súvislosti s termodynamickými systémami vo fyzikálnej chémii, zatiaľ čo pojem aktivačná energia sa používa najmä v súvislosti s chemickými reakciami v biochémii.
Čo je voľná energia?
Voľná energia je množstvo energie dostupnej pre termodynamický systém na vykonanie termodynamickej práce. Voľná energia má rozmery energie. Hodnota voľnej energie termodynamického systému je určená súčasným stavom systému, nie jeho históriou. V termodynamike sa často diskutuje o dvoch hlavných typoch voľnej energie: Helmholtzova voľná energia a Gibbsova voľná energia.
Helmholtzova voľná energia je energia, ktorá je k dispozícii v uzavretom termodynamickom systéme na vykonávanie termodynamickej práce pri konštantnej teplote a objeme. Záporná hodnota Helmholtzovej energie teda indikuje maximálnu prácu, ktorú môže termodynamický systém vykonať, ak udrží svoj objem konštantný. Aby sa objem udržal konštantný, časť celkovej termodynamickej práce sa vykonáva ako hraničná práca (aby zostala hranica systému taká, aká je).
Gibbsova voľná energia je energia, ktorá je k dispozícii v uzavretom termodynamickom systéme na vykonávanie termodynamickej práce pri konštantnej teplote a tlaku. Objem systému sa môže meniť. Voľná energia je označená G.
Čo je aktivačná energia?
Aktivačná energia chemickej reakcie je energetická bariéra, ktorú je potrebné prekonať, aby sa z reakcie získali produkty. Inými slovami, je to minimálna energia potrebná na to, aby sa reaktant premenil na produkt. Na spustenie chemickej reakcie je vždy potrebné poskytnúť aktivačnú energiu.
Aktivačnú energiu označujeme ako Ea alebo AE; meriame ju jednotkou kJ/mol. Okrem toho sa aktivačná energia považuje za minimálnu energiu potrebnú na vytvorenie medziproduktu s najvyššou potenciálnou energiou v chemickej reakcii. Niektoré chemické reakcie majú pomalý priebeh a prebiehajú v dvoch alebo viacerých krokoch. Tu sa tvoria medziprodukty a potom sa preusporiadajú, aby sa vytvoril konečný produkt. Energia potrebná na spustenie tejto reakcie je teda energia potrebná na vytvorenie medziproduktu s najvyššou potenciálnou energiou.
Kalyzátory navyše môžu znížiť aktivačnú energiu. Preto sa často používajú katalyzátory, aby prekonali energetickú bariéru a umožnili priebeh chemickej reakcie. Enzýmy sú biologické katalyzátory, ktoré môžu znížiť aktivačnú energiu reakcie prebiehajúcej v tkanivách.
Aký je rozdiel medzi voľnou energiou a aktivačnou energiou?
Voľná energia a aktivačná energia sú dva rôzne pojmy, ktoré majú tiež rôzne aplikácie. Kľúčový rozdiel medzi voľnou energiou a aktivačnou energiou je v tom, že voľná energia je množstvo energie dostupnej pre termodynamický systém na vykonanie termodynamickej práce, zatiaľ čo aktivačná energia chemickej reakcie je energetická bariéra, ktorú je potrebné prekonať, aby sa získali produkty z reakcia.
Nižšie je zhrnutie rozdielu medzi voľnou energiou a aktivačnou energiou v tabuľkovej forme.
Zhrnutie – Voľná energia verzus aktivačná energia
Voľná energia a aktivačná energia sú dva rôzne pojmy, ktoré majú rôzne aplikácie. Kľúčový rozdiel medzi voľnou energiou a aktivačnou energiou je v tom, že voľná energia je množstvo energie dostupnej pre termodynamický systém na vykonanie termodynamickej práce, zatiaľ čo aktivačná energia chemickej reakcie je energetická bariéra, ktorú je potrebné prekonať, aby sa získali produkty z reakcia.
