A termodinâmica do processo de desenovelamento proteico é descrita pela sua variação de energia livre,
.
Explique como se pode inferir o sinal da variação de entalpia e diga se o processo de desenovelamento é endotérmico ou exotérmico em cada uma dessas três temperaturas.
Explique como se pode inferir o sinal da variação de entalpia e diga se o processo de desenovelamento é endotérmico ou exotérmico em cada uma dessas três temperaturas.
Passo 1
Beleza, vamos começar resumindo o que o exercício está pedindo. A gente está falando sobre a termodinâmica do processo de desenovelamento de proteínas, que é descrito pela variação da energia livre:
O exercício quer que a gente explique como determinar o sinal da variação de entalpia (
) e diga se o processo de desenovelamento é endotérmico ou exotérmico em três temperaturas diferentes. Para isso, vamos precisar entender o que cada termo nessa equação representa e como eles influenciam o processo.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que cada termo significa:
-
: Variação da energia livre de Gibbs durante o desenovelamento. -
: Variação da entalpia, que está relacionada ao calor absorvido ou liberado. -
: Temperatura absoluta em Kelvin. -
: Variação da entropia, que mede a desordem do sistema.
Passo 3
Agora, vamos focar na variação de entalpia (
). O sinal de
nos indica se o processo é endotérmico ou exotérmico:
- Se
, o processo absorve calor do ambiente, sendo endotérmico. - Se
, o processo libera calor para o ambiente, sendo exotérmico.
Passo 4
Para inferir o sinal de
, vamos considerar o que acontece durante o desenovelamento das proteínas. Geralmente, desenovelar uma proteína requer quebrar ligações internas, como ligações de hidrogênio e interações hidrofóbicas. Esse processo demanda energia, ou seja, absorve calor. Portanto, podemos concluir que:
Isso indica que o processo de desenovelamento é endotérmico.
Passo 5
Agora, vamos analisar como isso se comporta em diferentes temperaturas. A equação
mostra que:
- Em temperaturas mais baixas, o termo
é menor, tornando mais dominado por . - Em temperaturas mais altas, o termo
aumenta, podendo tornar negativo se .
Como
sempre, o processo de desenovelamento é endotérmico em todas as temperaturas consideradas, já que ele sempre absorve calor do ambiente.
Resposta
O processo de desenovelamento é endotérmico em cada uma das três temperaturas analisadas, pois a variação de entalpia (
) é positiva.
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Lembrando que a hidrólise de ATP (ATP
) é exergônica nas condições padrão, com
, calcule o
da combinação das duas reações ((2) e (3)) catalizadas pela enzima
.
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e
) está inicialmente a 1atm de pressão e 300K. Uma pressão constante de 5atm é aplicada adiabaticamente (i.e., sem troca de calor), comprimindo o gás irreversivelmente até que o volume diminua em 2 litros (
). O gás então se equilibra neste novo volume ainda sem troca de calor com o meio. Usando
K), calcule:
a variação de temperatura, .
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Sem fazer qualquer cálculo, diga e justifique se a variação de temperatura seria maior, menor ou igual ao valor encontrado no item © caso a compressão adiabática para o mesmo volume final tivesse sido realizada reversivelmente.
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