Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
Energetykareakcjibiochemicznych
wyższymstopniuutlenienia,zawartawniejenergiazostajewydzielonana
zewnątrz.
Zpunktuwidzeniatermodynamiki,komórkastanowiukładograniczonybłoną,
zawierającymaterięiotoczonyśrodowiskiem.Materiazawartawukładziestanowi,
określonyprzezsłynnerównanieEinsteinaE:mc
2
,zasóbenergii,któramoże
podlegaćrozproszeniuwśrodowisku.Jednak,zgodniezIzasadątermodynamiki,
energiacałkowitaukładuijegootoczeniajeststałainiemożeulegaćzatracie.Natej
podstawieniemożnajednakprzewidziećkierunkuprzepływuenergii,awięc
spontanicznościreakcji.OjejkierunkuprzesądzaIIzasadatermodynamiki,zgodnie
zktórąproceszachodzispontanicznie,gdysumaentropiiukładuijegootoczenia
wzrasta,tzn.gdy(∆S
ukł
;∆S
ot
)90.
Wprowadzonetupojęcieentropiijestmiarąnieuporządkowaniaukładu,tzn.
wartośćentropiizwiększasię(∆S90),gdyukładstajesiębardziejnieuporząd-
kowany(jestonazależnaodtemperaturybezwzględnej).Oznaczato,żezmianastanu
uporządkowaniajestzwiązanazezmianąentropiiiukładwysoceuporządkowany,
jakimjestkomórka,mamałąwartośćentropii,autlenionemaksymalnieskładniki
komórki(doCO
2
,H
2
OiN)majądużąentropię.
GibbspowiązałIiIIzasadętermodynamiki,wprowadzająctzw.energię
swobodnąG,któraobecniewyrażasięwdżulach(1J:0,239cal).
Zmianyenergiiswobodnejsąwyrażanejako∆Glub,wtzw.warunkach
normalnychreakcji(gdysubstancjereagującesąrozpuszczonewczystymrozpusz-
czalnikuiichstężeniawynoszą1mol/dm3),jakoenergiastandardowa∆G
0
isą
podawanewjednostkach(J/mol).
ZgodniezzałożeniemGibbsaenergiaswobodna,określającaróżnicępoten-
cjałówchemicznychmiędzysubstratamiiproduktamireakcji(tzn.wukładzieprzed
reakcjąipojejzakończeniu),jestwielkościązłożonąizawieraskładnikcieplny
H,czylientalpięorazwspomnianyskładnikuporządkowania(lubnieuporząd-
kowania)–entropię.
∆G
0
:∆H9T∆S
Wtymrównaniuskładnik∆H,wwarunkachreakcjikomórkowej(wstałej
temperaturzeiciśnieniu),prawieściśleodpowiadailościciepławydzielonego
podczasreakcji.
Wwiększościreakcjibiochemicznychentalpiastanowizaledwieczęśćenergii
reakcjiidlategojejpomiarnapodstawiewydzielonegociepłaniejestmożliwy.
NatomiastwartośćentropiizależnejodtemperaturybezwzględnejTulegazmianie
(wzrostowi)nawetprzytopnieniulodudowodywtemperaturzeniecopowyżejtemp.
0OC,gdyżukładprzechodzizbardziejuporządkowanego,krystalicznego,wmniej
uporządkowany,ciekły.
45
