Download Clase 9 Termodinamica Quimica y Estadística
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Biofísico-química FCEFyN 2011 Termodinámica de reacciones acopladas Dra. Dolores C. Carrer dolorescarrer@immf.uncor.edu Reacciones acopladas: dos reacciones químicas con una especie en común 1. 2. A+B↔M+D M+R↔S+T ΔG » 0 ΔG « 0 La reacción 2 gastará grandes cantidades de M, impulsando a la reacción 1 a progresar. Si la suma de los ΔG es negativo, la reacción ocurrirá. En particular, ATP + H2O ↔ ADP + Pi ΔG < 0 Esta hidrólisis se acopla en los organismos vivos a procesos termodinámicamente desfavorables, como: -síntesis de proteínas, ADN, ARN -transporte de sustancias en contra de su gradiente electroquímico -contracción muscular para producir trabajo mecánico La reacción ADP + Pi ↔ ATP + H2O ΔG > 0 Es forzada a ocurrir por acoplamiento con la oxidación de la glucosa Glucosa + 6 O2 ↔ 6 CO2 + 6 H2O ΔG <0 (En realidad, aquí participan muchas reacciones: la glicólisis, la conversión de piruvato en acetilCoA, el ciclo de Krebs y la fosforilación oxidativa. En cada una de ellas se va formando ATP y liberando CO2) Introducción a la termodinámica estadística Ley de distribución de Boltzmann Si la energía asociada con algún estado de un sistema es Ei, entonces la frecuencia con la que ese estado ocurre, o la probabilidad de que ocurra, es proporcional a exp (-Ei/kBT) La probabilidad de ocupación de un determinado estado energético disminuye exponencialmente con la energía del estado Donde T es la temperatura del sistema y kB es la constante de Boltzmann Para un sistema macroscópico en equilibrio a la temperatura T, la probabilidad de encontrarlo en en el (micro)estado i es P= Ni/N = exp (-Ei/kBT) / ∑i exp (-Ei/kBT) = exp (-Ei/kBT) / q Ni = cantidad de partículas en el microestado i N= cantidad total de partículas q = función de partición molecular Ei = energía del microestado i kB = constante de Boltzmann T T T Nos permite especificar las poblaciones mas probables de los distintos estados de un sistema a una dada temperatura Ei/kBT = 3 Ei/kBT = 1 Ei/kBT = 0,3 Ejemplo: distribución de Maxwell-Boltzmann para la velocidad de las moléculas de un gas ideal a una dada T