Física Biológica PCLF/Enzimas

De Wikiversidad
Ir a la navegación Ir a la búsqueda

Primeros Aspectos sobre Potenciales Termodinámicos Energía Libre de Helmholtz, de Gibbs y Entalpía Minimización de Potenciales Termodinámicos

Energía libre de Heltmholtz

Energía libre de Gibbs

Entalpía

Es necesario minimizar los potenciales termodinámicos para ello supondremos un sistema como el que se muestra en la figura 1


Fig. 1


Se iniciara por la energía libre de Heltmholtz

Para la fig.1 cuando no hemos removido la pared tenemos que

Y teniendo en cuenta la segunda consideración podemos decir entonces que

Ahora después de retirar la pared y suponiendo que es un gas ideal tenemos las siguientes características.

  • La temperatura no cambia.
  • Existe trabajo.
  • No cambia la energía interna.
  • La energía para hacer trabajo proviene del reservorio.


Cálculo de F(T,V,N) para el gas ideal


No vemos en la necesidad de calcular la entropía y lo haremos por medio de la entropía la cual ya se dedujo anteriormente


Despejando de (1) la entropía tenemos que

por tanto, Gibbs-Duhem implica

donde

Reescribiendo tenemos

integrando

por consiguiente

En esta ecuación es necesario hacer notar que tanto como, y permanecen constantes

Ahora calcularemos el trabajo

Aquí se hace trabajo sobre el sistema y dispuse de la energía libre para realizar dicho trabajo

Reacciones Químicas y Gibbs


Si

entonces

o


La forma general de una reacción es así

Una reacción química luce como

Para que la reacción sea consistente

Suponiendo un sistema como el que se ve en la figura 2


Fig. 2


En este sistema tenemos

Teniendo en cuenta que

De la anterior ecuación el término representa la energía de Gibbs para la reacción.


Suponiendo la unión enzima sustrato como se muestra en la figura 3.


Fig. 3


Y teniendo en cuenta que un enzima es: Son catalizadores muy potentes y eficaces, químicamente, los enzimas actúan en pequeña cantidad y se recuperan indefinidamente. No modifican el sentido de los equilibrios químicos, sino que aceleran su consecución.

y


En una reacción química se tiene que

El mínimo tal que nos determina el reactivo límite.