Termodinâmica - Parte II

Olá se você chegou até aqui é porque você já assistiu a aula de termodinâmica parte um vamos agora pra segunda parte dessa aula de termodinâmica muitos livros de bioquímica trazem ao lado de cada reação química de uma via metabólica o seu valor de Delta G E aí você vai observar que muitas dessas reações estão aparecendo com o valor de delg positivo aí fica a pergunta como é que essa reação pode acontecer se o valor de Del G está positivo nesse caso ela não seria espontânea como é que ela acontece Observe que o que o livro

tá mostrando é o valor do Del g0 linha e você já viu vde um Então você sabe que o valor de Del g0 linha é medido dentro das condições padrão e com ph7 a importância do Del g0 linha É apenas para que nós possamos comparar uma reação com a outra mas o interior da célula não está dentro das condições padrão na verdade o que a célula faz em especial as suas membranas tanto a membrana plasmática como a membrana das organelas é alterar as concentrações das substâncias envolvidas veja cada membrana deixa o interior do compartimento com

as substâncias com uma determinada concentração que faça a reação acontecer nos sentido de interesse da célula Então as membranas manipulam as concentrações das substâncias envolvidas para que o Del G fique negativo no sentido de interesse da célula vamos agora observar Qual é como é essa relação entre a concentração das substâncias e o valor do Del G você já sabe que do jeito que essa reação está aí escrita se ela acontecer de a + b para c + d o seu valor do Del G será negativo agora se ela acontecer no sentido contrário de c +

d para a + b o seu valor de Del G será positivo Mas e se ela acontecer na mesma velocidade nas duas direções se a velocidade de transformação de a + b para C + D foi igual a de c + d para a + b como é que vai ser o valor do Del G ele não vai ser nem positivo nem negativo o seu valor de Delta G será igual a zero nesse caso nós diremos que essa reação atingiu o equilíbrio quando uma reação atinge o equilíbrio significa que a velocidade com que ela ocorre

da esquerda para a direita é a mesma com que ela ocorre da direita para a esquerda o seu valor de Del G então será zero você já aprendeu que toda a reação química será espontânea se ela a partir do nível mais alto para o mais baixo de energia acontece que a medida que a reação vai se processando de onde tem mais para onde tem menos energia a quantidade de energia vai se aproximando até igualar quando a quantidade de energia dos dois lado se igualar significa que a reação atingiu o equilíbrio a partir daí ela vai

acontecer com a mesma velocidade nos dois sentidos e o valor do Del G será zero oberve esse esquema nós temos aqui quatro moléculas de a e oito moléculas de B vamos supor que essa reação está em equilíbrio Então nesse meu exemplo os valores são arbitrários é apenas um exemplo neste meu exemplo o equilíbrio se dá numa proporção de 4 a para 8b se está em equilíbrio significa que o Del G é igual a z0 não há variação de energia livre a quantidade de energia livre do lado esquerdo vai ser igual à quantidade de energia livre

do lado direito agora Observe essa outra condição vamos chamar de condição um na condição um eu vou ter oito moléculas de a e quatro moléculas de b bom nesse caso está muito fora do equilíbrio porque no meu exemplo o equilíbrio vai se dar com 4 a e 8b note que toda reação ocorre em direção ao equilíbrio e que para atingir o equilíbrio neste caso a reação terá que acontecer da esquerda para a direita porque para atingir a proporção do equilíbrio vai ser preciso que quatro moléculas de a se convertam em quatro moléculas de B como

essa reação vai acontecer no sentido em que está escrita que é da esquerda para a direita o valor do Delta G dela será negativo na verdade ele será muito negativo porque ela estava muito longe do equilíbrio vamos dar uma olhada na condição dois Digamos que na condição dois nós tenhamos 6 a e 6B Não se engane apesar dos números serem iguais ela não vai estar em equilíbrio porque nesse meu exemplo nós determinamos que o equilíbrio vai se dar com 4 a e 8b observe que para atingir o equilíbrio ela terá que acontecer de novo da

esquerda para a direita porque teremos que reduzir a quantidade de a para 4 e aumentar a quantidade de B para oito então Aqui nós temos seis moléculas de a seis moléculas de B para atingir o equilíbrio duas moléculas de a terão que se converter em duas de B como a reação aconteceu no sentido que está escrita da esquerda para a direita o Del G dela será negativo não vai ser muito negativo porque já estava mais próximo ao equilíbrio na condição 3 Digamos que nós tenhamos 4 a 8b bom nesse caso já está no equilíbrio porque

nesse nosso exemplo nós combinamos que o equilíbrio vai acontecer nessa proporção 4 A 8b então a reação vai acontecer nos dois sentidos com igual velocidade o Del G nesse caso não será nem nem negativo nem positivo o delta G será zero vamos dar uma olhada na condição qu nós agora temos duas moléculas de a e 10 moléculas de B ora toda a reação vai em direção ao equilíbrio neste caso para atingir o equilíbrio teremos que aumentar as moléculas de a e diminuir as moléculas de b então a reação vai acontecer da direita para a esquerda

porque para atingir o equilíbrio Vai ser necessário que duas moléculas de B se convertam em duas de a para chegar aquela condição Inicial que nós combinamos que são 4 a 8b nesse caso o Del G será positivo porque a reação aconteceu no sentido contrário ao que ela está escrita da direita para a esquerda agora vamos à condição C A Última condição Suponha que nós não tenhamos nada de a mas tenhamos 12 moléculas de B ora essa reação de novo vai acontecer da direita para a esquerda porque vai ser Preciso aumentar a quantidade de a e

diminuir a de B na verdade quatro moléculas de B terão que se converter em a essa reação também terá um delg positivo porque está acontecendo no sentido contrário ao que ela está escrita só que agora o Del G será muito positivo porque ela estava muito fora do equilíbrio vamos fazer de novo uma comparação com a água imagine uma barragem se o nível de água dos dois lados estiver igual ao abrir a comporta não vai acontecer nada porque já está em equilíbrio mas se o nível de água do lado esquerdo estiver maior do que o nível

do lado direito ao abrir a comporta a água vai se movimentar da esquerda para a direita e isso vai liberar energia é assim que nós produzimos por exemplo energia elétrica agora pense na quantidade de água nessa barragem como se fosse uma quantidade de energia Isso significa que quanto mais distante do equilíbrio estiver quanto mais água tiver de um lado em relação ao outro maior será a quantidade de energia que vai ser possível extrair é a mesma coisa que acontece nas reações químicas se uma reação tem um del G muito negativo muito longe de zero muito

negativo dá para se extrair uma grande quantidade de energia dela se o delta G por sua vez está muito positivo essa reação pode se tornar Irreversível sob as condições celulares porque seria necessário fornecer muita energia para ela acontecer ou alterar demais a concentração das substâncias envolvidas então para encerrar se você vê no seu livro Uma reação com Delta G muito negativo significa que ela pode liberar muita energia a célula pode obter muita energia a partir dela se aparece uma reação com Del G z0 linha um pouco positivo lembre que o zero linha é em condições

padrão com ph7 a célula facilmente alterando a concentração das substâncias consegue tornar esse Delta G negativo E com isso essa reação se espontânea se aparece uma reação com Del G z0 linha muito positivo positivo demais essa reação pode ser Irreversível sob condições celulares porque o a célula teria que gastar muita energia para ela acontecer ou teria que alterar demais a concentração das substâncias O que torna impossível a ocorrência dessa reação pessoal até as próximas aulas de bioquímica nós Voltaremos sempre a esse assunto para você poder acompanhar a bioquímica bem até mais