Het belangrijkste verschil tussen gekoppelde en ontkoppelde reacties is dat gekoppelde reacties energieoverdracht van de ene kant van de reactie naar de andere kant laten zien, terwijl bij ontkoppelde reacties geen energieoverdracht plaatsvindt.
De meeste chemische reacties die we kennen zijn endergonisch, wat betekent dat de reacties niet spontaan zijn. Daarom is de Gibbs-vrije energie van deze reacties hoger dan nul. Deze reacties vereisen energie van de externe omgeving om de reactie te laten plaatsvinden. Daarom kunnen we deze reacties koppelen aan een afzonderlijke exergonische reactie die de niet-spontane reactie "aandrijft". Deze twee gekoppelde reacties delen vaak tussentoestanden.
Wat is een gekoppelde reactie?
Gekoppelde reacties zijn chemische reacties met een tussentoestand voor het energieoverdrachtsproces. Met andere woorden, deze reacties ontstaan uit de combinatie van twee verschillende reacties waarbij er een gemeenschappelijke tussentoestand is waarin energie wordt overgedragen van de ene kant van de reactie naar de andere kant.
De meeste chemische reacties die we kennen zijn endergonisch (niet-spontaan). Daarom hebben deze reacties een energietoevoer nodig om de reactie te laten plaatsvinden. Voor dit doel kunnen niet-spontane reacties worden gekoppeld aan een andere chemische reactie die energie kan leveren om de niet-spontane reactie te "drijven". De aanvankelijke chemische reactie was thermodynamisch ongunstig en na het koppelingsproces wordt het thermodynamisch gunstig. De twee reacties worden samengevoegd via een tussentoestand die beide reacties gemeen hebben. Vervolgens kan de Gibbs-energie voor elke halfreactie worden opgeteld om de gecombineerde Gibbs-vrije energie voor de gekoppelde reactie op te leveren.
Figuur 01: Gekoppelde reacties
Een veelvoorkomend voorbeeld van een gekoppelde reactie is de vorming van ATP, een endergonisch proces, en het is gekoppeld aan de dissipatie van een protongradiënt.
Wat is een ontkoppelde reactie?
Ongekoppelde reacties zijn chemische reacties die geen tussentoestand hebben voor energieoverdracht. Een voorbeeld van een ontkoppelde reactie is de combinatiereactie van glucose en fructose om sucrose te vormen. Deze reactie is thermodynamisch ongunstig omdat er veel energie voor nodig is.
Figuur 02: Combinatie van glucose en fructose om sucrose te vormen
Als we deze reactie echter koppelen aan de ATP-hydrolysereactie, dan is de reactie mogelijk en vindt deze plaats in twee energetisch gunstige stappen, die een gemeenschappelijke tussentoestand delen. Dan wordt het een gekoppelde reactie.
Wat is het verschil tussen gekoppelde en ontkoppelde reactie?
De meeste chemische reacties die we kennen zijn niet-spontaan; daarom moeten we ze koppelen aan een aantal andere reacties om ze vooruit te helpen. Dit nieuwe reactietype wordt dus een gekoppelde reactie genoemd, terwijl het vorige niet-spontane reactietype een ontkoppelde reactie wordt genoemd. Het belangrijkste verschil tussen gekoppelde en niet-gekoppelde reacties is dat gekoppelde reacties energieoverdracht van de ene kant van de reactie naar de andere kant laten zien, terwijl bij ontkoppelde reacties geen energieoverdracht plaatsvindt.
De onderstaande infographic geeft meer verschillen weer tussen gekoppelde en ontkoppelde reacties.
Samenvatting – Gekoppelde versus ontkoppelde reactie
De meeste chemische reacties die we kennen zijn niet-spontaan; daarom moeten we ze koppelen aan een aantal andere reacties om ze vooruit te helpen. Dit nieuwe reactietype wordt een gekoppelde reactie genoemd, terwijl het vorige niet-spontane reactietype een ontkoppelde reactie wordt genoemd. Het belangrijkste verschil tussen gekoppelde en niet-gekoppelde reacties is dat gekoppelde reacties energieoverdracht van de ene kant van de reactie naar de andere kant laten zien, terwijl bij ontkoppelde reacties geen energieoverdracht plaatsvindt.
