onde
e
representam de maneira abreviada o produto matemático das concentrações de produtos e reagentes da reação, respectivamente:
(e) Qual a relação entre
e a velocidade da reação nas condições padrão? Qual o efeito da triose fosfato isomerase, enzima catalizadora da reação reação acima, sobre
?
(e) Qual a relação entre
Passo 1
Beleza, vamos lá! Você me enviou uma equação relacionada à energia de Gibbs (
) e está perguntando sobre como a energia padrão de Gibbs (
) se relaciona com a velocidade da reação em condições padrão. Além disso, quer saber qual o efeito da enzima triose fosfato isomerase nessa
. Para resolver isso, vamos precisar entender conceitos de termodinâmica química, como
e
, além de saber como as enzimas influenciam as reações químicas.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é
. A energia livre de Gibbs (
) nos diz se uma reação vai acontecer espontaneamente. Se
for negativo, a reação é espontânea; se for positivo, não é.
A equação que você forneceu é:
Aqui,
é a energia livre padrão,
é a constante dos gases,
é a temperatura,
são as concentrações dos produtos e
as dos reagentes.
Passo 3
Agora, vamos pensar em condições padrão, onde
. Isso simplifica a equação porque
e o ln(1) é zero. Assim, sob condições padrão:
Então, em condições padrão, a energia livre de Gibbs da reação é igual à energia livre padrão.
Passo 4
Sobre a relação entre
e a velocidade da reação: a energia livre padrão está relacionada ao equilíbrio da reação, não diretamente à velocidade. A velocidade da reação depende da energia de ativação, que é o quanto de energia é necessária para iniciar a reação.
Passo 5
As enzimas, como a triose fosfato isomerase, atuam diminuindo a energia de ativação da reação, ou seja, facilitam que a reação ocorra mais rapidamente. Mas elas não alteram a
da reação, porque não mudam o equilíbrio termodinâmico, apenas aceleram a velocidade com que o equilíbrio é alcançado.
Resposta
Então, resumindo:
- Em condições padrão,
determina o equilíbrio da reação, mas não sua velocidade. - A enzima triose fosfato isomerase não afeta o valor de
, mas aumenta a velocidade da reação ao diminuir a energia de ativação necessária para que ela ocorra.
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onde as derivadas parciais representam as
onde
e
representam os estados nativo e desenovelado, respectivamente, responda:
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(e) Sabendo que proteínas também se desenovelam a alta pressão, qual deve ser o sinal da variação de volume para o processo de desenovelamento, ?
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1 mol de gás ideal monoatômico (ou seja,
e
) está inicialmente a 1atm de pressão e 300K. Uma pressão constante de 5atm é aplicada adiabaticamente (i.e., sem troca de calor), comprimindo o gás irreversivelmente até que o volume diminua em 2 litros (
). O gás então se equilibra neste novo volume ainda sem troca de calor com o meio. Usando
K), calcule:
o trabalho realizado sobre o gás, .
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1 mol de gás ideal monoatômico (ou seja,
e
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). O gás então se equilibra neste novo volume ainda sem troca de calor com o meio. Usando
K), calcule:
a variação de energia, .
a variação de energia,