In chimica, le reazioni sono classificate in base al modo in cui gestiscono l'energia. Reazioni esergoniche rilasciano energia, in genere sotto forma di calore o luce, durante le reazioni endergoniche consumare energia per procedere.
La combustione della benzina è una classica reazione esergonica. Le molecole di ottano nella benzina contengono più energia chimica dell'acqua e dell'anidride carbonica prodotte, quindi l'energia viene liberata quando il carburante brucia. Al contrario, la fotosintesi negli alberi è un processo endoergonico che immagazzina energia convertendo l'anidride carbonica e l'acqua in molecole organiche complesse come la cellulosa.
Gli organismi fanno molto affidamento sulle reazioni endergoniche per costruire biomolecole essenziali come aminoacidi, nucleotidi e grassi. Questi processi traggono energia dagli zuccheri o da altri substrati ad alto contenuto energetico. Poiché le reazioni endoergoniche non possono procedere spontaneamente, le cellule forniscono l'energia necessaria tramite ATP o altri coenzimi.
Anche le reazioni esergoniche spesso richiedono un apporto iniziale di energia, nota come energia di attivazione, per superare le barriere cinetiche. Ad esempio, il carbone ha bisogno di una scintilla o di un fiammifero per accendersi. Una volta innescata la reazione, l'energia di attivazione immagazzinata viene rilasciata e la reazione procede, rilasciando più energia di quella inizialmente investita.
Le reazioni endergoniche sono spesso reversibili. Ad esempio, bruciare un tronco di legno inverte il processo fotosintetico che originariamente aveva formato l’albero:i carboidrati vengono ossidati in CO₂ e H₂O, rilasciando una modesta quantità di calore. La difficoltà di invertire una reazione esergonica dipende da quanta energia aggiuntiva sarebbe necessaria per innescare il processo inverso. Questo concetto è enfatizzato da una ricerca dell'Università del Nebraska, Lincoln.
Un diagramma della collina energetica rappresenta visivamente il profilo energetico di una reazione. L’asse orizzontale mostra la coordinata della reazione (tempo o avanzamento), mentre l’asse verticale mostra l’energia totale del sistema. Per una reazione esergonica, il diagramma raggiunge un picco, che rappresenta l'energia di attivazione, quindi scende al di sotto del livello di energia iniziale. Per una reazione endergonica, il percorso sale al di sopra dell'energia iniziale, indicando che il sistema deve assorbire energia prima che la reazione possa essere completata.
