A hidrólise do trifosfato de adenosina (ATP) é um processo fortemente exoergônico, isto é, com
fortemente negativo. Utilizando-se do fato de que o
de uma reação composta por várias partes (isto é, uma reação formada de várias reações consecutivas) é dado pela soma dos
das reações individuais (lei de Hess), pode-se acoplar este processo a outros processos cujo
seja positivo, resultando um processo com
negativo. Com base nos dados do exercício 5 e na variação de energia livre padrão da reação:
Calcule a variação de energia livre padrão e a constante de equilíbrio para o processo
Glicose + ATP = Frutose 6-P + ADP
cal,
.
Glicose + ATP = Frutose 6-P + ADP
Passo 1
Vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Temos uma reação onde a glicose e o ATP reagem para formar glicose 6-fosfato e ADP, com uma variação de energia livre padrão (
) de -4000 cal/mol. Queremos calcular a variação de energia livre padrão e a constante de equilíbrio para uma reação semelhante, mas formando frutose 6-fosfato no lugar de glicose 6-fosfato:
Vamos precisar usar a Lei de Hess, que nos diz que a variação de energia livre total de uma reação composta é a soma das variações das reações individuais. Além disso, vamos utilizar a relação entre
e a constante de equilíbrio (
):
Onde:
-
é a constante dos gases (1.987 cal/mol·K) -
é a temperatura absoluta (geralmente 298 K)
Passo 2
Primeiro, vamos entender que a conversão de glicose 6-fosfato para frutose 6-fosfato é uma etapa adicional na reação. Vamos chamar essa etapa de E1:
Essa energia positiva indica que essa etapa é endoergônica (absorve energia).
Passo 3
Agora, temos duas reações:
-
Reação Principal:
-
Reação E1:
Para obter a reação que a questão pede (Glicose + ATP = Frutose 6-P + ADP), vamos somar essas duas reações.
Passo 4
Somando as duas reações:
A variação total de energia livre padrão (
) é a soma das variações das duas reações:
Passo 5
Agora, vamos calcular a constante de equilíbrio (
) usando a relação entre
e
:
Rearranjando para encontrar
:
Onde:
Substituindo os valores:
Resposta
A variação de energia livre padrão para a reação é
cal/mol e a constante de equilíbrio é
.