A energia de Gibbs padrão biológico de reação para a remoção do grupo de fosfato do monofosfato de adenosina é -14 kJ mol^-1, a 298 K . Seguindo o Impacto na bioquímica 7.1 , qual o valor da energia de Gibbs padrão termodinâmico de reação? R T I n Q com o valor apropriado de Q para a presença de H3 0^+ em pH=7.

Passo 1

Então, vamos lá! A questão fala sobre a energia de Gibbs padrão biológico da reação que remove um grupo de fosfato do monofosfato de adenosina (AMP). Queremos encontrar a energia de Gibbs padrão termodinâmico dessa reação a 298 K, considerando o pH 7. Para isso, vamos precisar usar a equação que relaciona essas energias e levar em conta a concentração de íons hidrogênio ( H3O^+) no pH dado.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é a energia de Gibbs padrão ( De). Ela nos diz a quantidade de energia disponível para realizar trabalho em uma reação química sob condições padrão (1 atm de pressão, 298 K de temperatura, e 1 molar concentração de reagentes e produtos). No contexto biológico, usamos para representar essa energia a pH 7.

Passo 3

A relação entre a energia de Gibbs padrão termodinâmico ( De) e a energia de Gibbs padrão biológica () é dada pela equação:
Aqui, De é a constante dos gases (8,314 J/mol·K), De é a temperatura em Kelvin, e R é o quociente de reação que leva em conta a concentração dos íons hidrogênio no pH dado.

Passo 4

Para calcular Q, precisamos considerar como a concentração de H3O^+ afeta a reação. No pH 7, a concentração de H3O^+ é:
[H3O^+] = 10^-7 , M
Como estamos considerando a remoção de um grupo de fosfato, que geralmente envolve a liberação de um íon hidrogênio, o valor de Q será proporcional a [H3O^+].

Passo 5

Substituindo os valores na equação:
Sabemos que , De, De, e R = 8,314 , J/mol·K.

Passo 6

Primeiro, convertemos para J/mol para manter as unidades consistentes:

Passo 7

Agora, calculamos RT ln Q:
RT ln Q = (8,314 , J/mol·K) times (298 , K) times ln(10^-7)
Primeiro, calculamos ln(10^-7):
ln(10^-7) = -7 ln(10) approx -7 times 2,303 = -16,121
Agora:
RT ln Q = 8,314 times 298 times (-16,121) approx 8,314 times 298 times (-16,121) approx -39968 , J/mol

Passo 8

Finalmente, somamos e De:
RT ln Q
Convertendo de volta para kJ/mol:
De

Resposta

A energia de Gibbs padrão termodinâmico da reação é aproximadamente -54,0 , kJ/mol.

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