A reação
Piruvato ^-(aq)+NADH(aq)+H^+(aq) lactato ^-(aq)+NAD^+(aq)
em que NAD^+ é a forma oxidada do dinucleotideo nicotinamida, ocorre nas células dos músculos durante exercícios vigorosos e pode levar à cãibra. Calcule a energia de Gibbs padrão biológico para a reação a 310 K , dado que De mol ^-1.

Passo 1

Beleza, vamos lá! A gente tem uma reação química que acontece nas células dos músculos quando a gente faz exercícios pesados, e isso pode levar a cãibras. A reação é:
Piruvato^-(aq) + NADH(aq) + H^+(aq) lactato^-(aq) + NAD^+(aq)
O que a gente precisa calcular é a Energia de Gibbs padrão biológica dessa reação a uma temperatura de 310 K. A energia de Gibbs padrão ( De) nos ajuda a saber se a reação é favorável ou não. A gente já sabe que De. Vamos ver como chegar nesse valor!

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar o que significa a Energia de Gibbs padrão ( De). Ela indica a energia disponível para realizar trabalho em uma reação química nas condições padrão (pressão de 1 atm, concentração de 1 M, e temperatura específica, no caso, 310 K).
A equação que relaciona De com a constante de equilíbrio ( K^circ) é:
De
Onde:
  • R é a constante universal dos gases (8,314 J/mol·K)
  • T é a temperatura em Kelvin
  • K^circ é a constante de equilíbrio padrão

Passo 3

Como queremos calcular De e já temos um valor, vamos entender melhor o que isso significa. Um valor negativo de De indica que a reação é espontânea nas condições padrão, ou seja, ela tende a ocorrer sem a necessidade de fornecer energia externa.
No caso, De significa que a formação de lactato a partir de piruvato é favorável e libera energia.

Passo 4

Para confirmar esse valor, poderíamos rearranjar a fórmula e calcular a constante de equilíbrio K^circ. Vamos fazer isso para entender a relação:
K^circ = e^-De
Primeiro, vamos converter De para Joules, já que R está em J/mol·K:
De
Agora, substituímos na fórmula:
K^circ = e^-(-66600) / (8,314 times 310) = e^66600 / (2577.34) approx e^25.8 approx 1,4 times 10^11
Isso mostra que a constante de equilíbrio é muito alta, confirmando que a reação é fortemente favorecida na formação de lactato.

Resposta

A energia de Gibbs padrão biológica para a reação a 310 K é De, indicando que a reação é espontânea nas condições padrão.

Exercícios relacionados