A hidrólise do trifosfato de adenosina (ATP) é um processo fortemente exoergônico, isto é, com De fortemente negativo. Utilizando-se do fato de que o De de uma reação composta por várias partes (isto é, uma reação formada de várias reações consecutivas) é dado pela soma dos De das reações individuais (lei de Hess), pode-se acoplar este processo a outros processos cujo De seja positivo, resultando um processo com De negativo. Com base nos dados do exercício 5 e na variação de energia livre padrão da reação:
Glicose + ATP = Glicose 6-P + ADP De
Calcule a variação de energia livre padrão e a constante de equilíbrio para o processo
Glicose + ATP = Frutose 6-P + ADP
R:-3600 cal, K=436,9.

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) 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:
Glicose + ATP = Frutose 6-P + ADP
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 De e a constante de equilíbrio ( K):
De
Onde:
  • R é a constante dos gases (1.987 cal/mol·K)
  • T 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:
Glicose 6-P = Frutose 6-P De
Essa energia positiva indica que essa etapa é endoergônica (absorve energia).

Passo 3

Agora, temos duas reações:
  1. Reação Principal:
    Glicose + ATP = Glicose 6-P + ADP De
  2. Reação E1:
    Glicose 6-P = Frutose 6-P De
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:
Glicose + ATP & = Glicose 6-P + ADP (De
A variação total de energia livre padrão ( De) é a soma das variações das duas reações:
De

Passo 5

Agora, vamos calcular a constante de equilíbrio ( K) usando a relação entre De e K:
De
Rearranjando para encontrar K:
K = e^-De
Onde:
  • R = 1.987 cal/mol·K
  • T = 298 K
Substituindo os valores:
K = e^-(-3600)/(1.987 times 298) = e^3600/(592.726) approx e^6.08 approx 436.9

Resposta

A variação de energia livre padrão para a reação é De cal/mol e a constante de equilíbrio é K = 436,9.

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