呼吸と燃焼の違いとは?

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呼吸と燃焼の大きな違いは、呼吸がブドウ糖を分解してエネルギーを放出するのに対し、燃焼は燃料と酸化剤との化学反応であることです。

さらに、呼吸は細胞内で起こる生化学的プロセスであるのに対し、燃焼は非細胞的な化学的プロセスです。

呼吸と燃焼は、化合物の化学結合に蓄えられたエネルギーを放出するプロセスです。

呼吸では、化学結合が順次分解されることでATPに蓄えられたエネルギーがゆっくりと放出されるが、燃焼では、すべての化学結合が分解されることで熱という形でエネルギーが速やかに放出される。

主な対象分野

  1. 呼吸とは何か
         – 定義、プロセス、重要性
  2. 燃焼とは
         – 定義、プロセス、重要性
  3. 呼吸と燃焼の共通点
         – 共通点の概要
  4. 呼吸と燃焼の違いとは?
         – 主な違いの比較

この記事の重要な単語

ATP、燃焼、化学結合、燃焼、熱、呼吸

What is the Difference Between Respiration and Burning - Comparison Summary

呼吸とは

呼吸または細胞呼吸は、細胞内で行われる一連の化学反応であり、生化学的エネルギーをATPに変換する。


厳密には燃焼反応の一種であるが、細胞内で行われ、一連の反応によってゆっくりとエネルギーを放出する

さらに、呼吸に使われる栄養素には、糖、アミノ酸、脂肪酸などがあります。

一方、呼吸の主な形態は、最終的な電子受容体として酸素を用いる好気性呼吸です。

基本的に、好気性呼吸では、解糖により栄養素がピルビン酸に分解され、それがミトコンドリアに入り、二酸化炭素と水に完全に酸化される。

さらに、化学反応によって放出されたエネルギーは、NADHとFADH2が基質レベルでリン酸化されることによってATPとして蓄えられる。

さらに、酸素のないところでは、発酵という形で呼吸が行われる。

ここでは、解糖で生成されたピルビン酸が乳酸発酵とエタノール発酵という2つのプロセスで老廃物に変換される。

さらに、嫌気性呼吸は、硫酸塩や硝酸塩などの無機物を最終電子受容体とする微生物における呼吸の一種であり、このような無機物を最終電子受容体とする微生物は、嫌気性呼吸と呼ばれる

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What is Burning

燃焼は、燃料と酸化剤の間で起こる高温、発熱、酸化還元反応です。

通常、酸化剤は大気中の酸素であり、気体の副産物の混合物は煙と呼ばれる。

ここで、熱と光は、反応のエネルギーが放出される形態です。

一般に、木材や石炭などの固体燃料の燃焼は、吸熱による熱分解を経て、気体燃料が生成され、燃焼が進行する。

さらに、この気体燃料の燃焼により、より多くの気体燃料を生成するための熱を供給する。

Respiration vs Burning 図2 メタンの燃焼

有機燃料の空気中での燃焼は、常に発熱反応です。

これは、燃焼生成物である二酸化炭素と水の結合強度が、酸素の二重結合の結合強度に比べて高いためです。

さらに、完全燃焼は、燃焼反応の最後に燃料がゼロになるタイプの燃焼です。

一方、不完全燃焼では、一酸化炭素や水素などの未燃焼物、さらには炭素が灰の形で残ることがあります。

呼吸と燃焼の類似性

  • 呼吸と燃焼は、化学結合に蓄えられたエネルギーを放出する過程です。
  • どちらも異化反応です。
  • どちらも異化反応であり、熱を放出する酸化還元反応です。
  • 反応物は複雑な化学化合物であり、化学結合を酸化させるために酸素を使用する。
  • また、生成物は単純な化合物であり、ほとんどが気体です。

呼吸と燃焼の違い

定義

呼吸とは、生物の細胞が酸素とブドウ糖を結合させ、二酸化炭素、水、ATPを放出することによってエネルギーを得る生化学的プロセスを指し、燃焼とは、燃料と酸化剤の間で起こる化学反応によって熱と光の形でエネルギーを生成することを指す。

自然発生的なもの、自発的なもの

呼吸が自然なプロセスであるのに対して、燃焼は熱を加えることによって開始されなければならない。

コンティニュイティ

さらに、呼吸は連続的なプロセスであるのに対し、燃焼は不連続的なプロセスです。

プロセスの種類


呼吸は細胞内で起こる生化学的プロセスの一種であり、燃焼は非細胞的な化学的プロセスである

酵素

呼吸は酵素的なプロセスであり、燃焼は非酵素的なプロセスです。

ボンド破断速度

呼吸では化学結合はゆっくりと1つずつ分解され、燃焼では化学結合は一気に分解される。

中間体の形成

また、呼吸は中間体の生成によって行われるが、燃焼は中間体を生成しない。

ステップ数

呼吸が多段階のプロセスであるのに対し、燃焼は単段階のプロセスです。

エネルギーを放出する速度

呼吸はゆっくりとエネルギーを放出し、燃焼は素早くエネルギーを放出します。

エネルギー解放の形

呼吸で放出されたエネルギーはATP分子に蓄えられるが、わずかなエネルギーが熱として解放される。

これに対し、燃焼時には熱や光の形でエネルギーが解放される。

温度条件

呼吸は生理的温度で起こり、燃焼は高温で起こる。

酸素

酸素は呼吸の末端電子受容体として機能し、燃焼はその過程で直接酸素を使用する。

副産物

呼吸による副産物は二酸化炭素と水、燃焼による副産物は二酸化炭素、二酸化硫黄、一酸化窒素、酸素などです。

結論

呼吸は、細胞内で酵素の助けを借りて行われる生化学的なプロセスです。

また、主にブドウ糖の結合を分解して、ATPという形でエネルギーを生産している。

しかし、中間体を形成しながら進行するため、時間がかかるプロセスです。

一方、燃焼は化学的なものである非細胞的なプロセスです。

聞くところによると、燃焼という化学反応を開始させるためには熱を与えなければならない。

一般に、急速な酸化の一種であり、熱や光の形で素早くエネルギーが放出されることになる

したがって、呼吸と燃焼の主な違いは、結合の切断の種類にある。

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