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, .

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:
  1. Reação Principal:
  2. 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 .

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