Réaction exergonique

Une réaction exergonique est une réaction chimique menée à pression et température constantes induisant une diminution de l'enthalpie libre ${\displaystyle G}$ (fonction de Gibbs)^[1],[2]. Une réaction exergonique est spontanée, l'entropie augmente conformément au deuxième principe de la thermodynamique.

Les variations de l'énergie libre 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 seule, ces dernières étant liées à une perte ou un gain de chaleur.

Le contraire d'une réaction exergonique est une réaction endergonique.

Étymologiquement, exo- (ἔξω) signifie « en dehors » 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^[3],[4],[5].

Ce sont des réactions spontanées ou ne nécessitant qu'un faible apport d'énergie, dite énergie d'activation^[6],[7]. 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^[3].

Même si les réactions exergoniques sont spontanées, elles ne se produisent pas forcément à vitesse observable^[8]. 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^[1],[7] :

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

avec :

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

La dissociation à faible pression d’une mole de tétroxyde de diazote en deux moles de dioxyde d’azote est une réaction exergonique^[9].

En biologie, les réactions du catabolisme, comme la respiration cellulaire ou la fermentation, sont exergoniques^[10]. Lors de la respiration cellulaire, une molécule de glucose se combine à six molécules de dioxygène pour former du dioxyde de carbone et de l'eau, environ 3 000 kJ d'énergie sont libérés pour une mole de glucose (soit environ 180 g)^[11]. 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.

• Deuxième principe de la thermodynamique

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