A reação
Piruvato
lactato
em que
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
mol
.
Piruvato
em que
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:
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 (
) nos ajuda a saber se a reação é favorável ou não. A gente já sabe que
. Vamos ver como chegar nesse valor!
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que significa a Energia de Gibbs padrão (
). 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
com a constante de equilíbrio (
) é:
Onde:
-
é a constante universal dos gases (8,314 J/mol·K) -
é a temperatura em Kelvin -
é a constante de equilíbrio padrão
Passo 3
Como queremos calcular
e já temos um valor, vamos entender melhor o que isso significa. Um valor negativo 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,
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
. Vamos fazer isso para entender a relação:
Primeiro, vamos converter
para Joules, já que
está em J/mol·K:
Agora, substituímos na fórmula:
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
, indicando que a reação é espontânea nas condições padrão.