Der Hauptunterschied zwischen gekoppelten und ungekoppelten Reaktionen besteht darin, dass gekoppelte Reaktionen eine Energieübertragung von einer Seite der Reaktion auf die andere Seite zeigen, während ungekoppelte Reaktionen keine Energieübertragung beinh alten.
Die meisten chemischen Reaktionen, die wir kennen, sind endergonisch, was bedeutet, dass die Reaktionen nicht spontan sind. Daher ist die freie Gibbs-Energie dieser Reaktionen größer als Null. Diese Reaktionen erfordern Energie aus der äußeren Umgebung, um die Reaktion ablaufen zu lassen. Daher können wir diese Reaktionen mit einer separaten exergonischen Reaktion koppeln, die die nicht spontane Reaktion „antreibt“. Diese beiden gekoppelten Reaktionen teilen häufig Zwischenzustände.
Was ist eine gekoppelte Reaktion?
Gekoppelte Reaktionen sind chemische Reaktionen mit einem Zwischenzustand für den Energieübertragungsprozess. Mit anderen Worten, diese Reaktionen bilden sich aus der Kombination zweier unterschiedlicher Reaktionen, bei denen es einen gemeinsamen Zwischenzustand gibt, in dem Energie von einer Seite der Reaktion auf die andere Seite übertragen wird.
Die meisten chemischen Reaktionen, die wir kennen, sind endergonisch (nicht spontan). Daher benötigen diese Reaktionen eine Energiezufuhr, damit die Reaktion stattfinden kann. Zu diesem Zweck können nicht spontane Reaktionen mit einer anderen chemischen Reaktion gekoppelt werden, die Energie liefern kann, um die nicht spontane Reaktion zu "treiben". Die anfängliche chemische Reaktion war thermodynamisch ungünstig und wird nach dem Kupplungsprozess thermodynamisch günstig. Beide Reaktionen sind über einen beiden Reaktionen gemeinsamen Zwischenzustand miteinander verbunden. Dann kann die Gibbs-Energie für jede Halbreaktion summiert werden, um die kombinierte freie Gibbs-Energie für die gekoppelte Reaktion zu erh alten.
Abbildung 01: Gekoppelte Reaktionen
Ein gängiges Beispiel für eine gekoppelte Reaktion ist die Bildung von ATP, ein endergonischer Prozess, der an den Abbau eines Protonengradienten gekoppelt ist.
Was ist eine entkoppelte Reaktion?
Ungekoppelte Reaktionen sind chemische Reaktionen, die keinen Zwischenzustand zur Energieübertragung haben. Ein Beispiel für eine entkoppelte Reaktion ist die Kombinationsreaktion von Glucose und Fructose zu Saccharose. Diese Reaktion ist thermodynamisch ungünstig, da sie viel Energie benötigt.
Abbildung 02: Verbindung von Glucose und Fructose zu Saccharose
Wenn wir diese Reaktion jedoch mit der ATP-Hydrolysereaktion koppeln, dann ist die Reaktion möglich und findet in zwei energetisch günstigen Schritten statt, die einen gemeinsamen Zwischenzustand teilen. Dann wird es zu einer gekoppelten Reaktion.
Was ist der Unterschied zwischen gekoppelter und ungekoppelter Reaktion?
Die meisten chemischen Reaktionen, die wir kennen, sind nicht spontan; Daher müssen wir sie mit einigen anderen Reaktionen koppeln, um sie voranzubringen. Daher wird dieser neue Reaktionstyp als gekoppelte Reaktion bezeichnet, während der bisherige nicht spontane Reaktionstyp als entkoppelte Reaktion bezeichnet wird. Der Hauptunterschied zwischen gekoppelten und ungekoppelten Reaktionen besteht darin, dass gekoppelte Reaktionen eine Energieübertragung von einer Seite der Reaktion auf die andere Seite zeigen, während bei ungekoppelten Reaktionen keine Energieübertragung stattfindet.
Die folgende Infografik listet weitere Unterschiede zwischen gekoppelter und ungekoppelter Reaktion auf.
Zusammenfassung – Gekoppelte vs. ungekoppelte Reaktion
Die meisten chemischen Reaktionen, die wir kennen, sind nicht spontan; Daher müssen wir sie mit einigen anderen Reaktionen koppeln, um sie voranzubringen. Dieser neue Reaktionstyp wird als gekoppelte Reaktion bezeichnet, während der bisherige nicht spontane Reaktionstyp als entkoppelte Reaktion bezeichnet wird. Der Hauptunterschied zwischen gekoppelten und ungekoppelten Reaktionen besteht darin, dass gekoppelte Reaktionen eine Energieübertragung von einer Seite der Reaktion auf die andere Seite zeigen, während bei ungekoppelten Reaktionen keine Energieübertragung stattfindet.
