Válts MeRSZ+ -ra!

MeRSZ online
okoskönyvtár

Több száz tankönyv egy helyen.
Online. Bárhol. Bármikor.

Erdődi Ferenc, Gergely Pál, Vereb György

Általános és bioszervetlen kémia

A szabadentalpia és a kémiai egyensúly

 
Egyensúlyra vezető kémiai reakcióban
 
A + B
search
 C + D
 
megadhatjuk a szabadentalpia-változást:
 
∆G° = –2,303 RT · log K.
 
A szabadentalpia-változás és az egyensúly kapcsolatát mutatja be a 96. ábra.
 
96. ábra. A szabadenergia és az egyensúly összefüggése exergonikus (A) és endergonikus (B) kémiai folyamatokban. Feltüntettük a reaktánsok és a termékek standard szabadentalpia különbségeit (∆G°) is. Az exergonikus folyamat (A) önként játszódik le az előrehaladó irányban (balról jobbra); míg a visszahaladó irányban önként nem megy végbe, a reakció endergonikus. A balról jobbra önként nem lejátszódó endergonikus reakció (B) egyensúlya a másik oldalról már exergonikus, önkéntes folyamat
 
Az exergonikus, önként lejátszódó kémiai reakciókban ∆G° < 0, ezért K > l, azaz standard állapotú anyagokból kiindulva a termékek koncentrációja egyensúlyban meghaladja a kiindulási anyagokét. Az endergonikus folyamatokban ∆G° > 0, ezért K < l, ami arra utal, hogy a reaktánsok egyensúlyi koncentrációja nagyobb a termékekénél. Ezek az önként nem lejátszódó folyamatok is exergonikusak, ha az egyensúlyi állapotot jobbról, a termékek felöl közelítjük meg (Q > K, a 96. ábra B része). Az exergonikus folyamatok önkéntes lejátszódására jellemző feltétel Q < K az egyensúlyig, természetesen csak az előrehaladó reakciókra igaz (96. ábra A része).
 
44. táblázat. ∆G° és K összefüggése 25 °C-on
∆G°’(kJ/mol)
K
22
,60
10–4
16
,95
10–3
11
,30
10–2
5
,65
10–1
0
1
–5
,65
10
–11
,30
102
–16
,95
103
–22
,60
104
 
A 44. táblázat adatai a biokémiai folyamatokban szokásos, pH = 7 értéken mért standard szabadentalpia-változást, ∆G°’-t hasonlítja össze az egyensúlyi állandóval.
A kémiai reakció lejátszódásának tényleges hajtóereje a ∆G, a különböző folyamatok összehasonlítására pedig a ∆G° alkalmas. A kettő közötti lényeges különbséget egy biokémiai átalakulás példáján mutatjuk be.
 
Példa
A glikolízis egyik izomer átalakulása:
 
Számítsuk ki a ∆G°’ és ∆G értékét 25 °C-on és pH = 7-en. Egyensúlyban a gliceraldehid-3-foszfát és a dihidroxi-aceton-foszfát aránya 0,0475, tehát K = 0,0475.
 
∆G°’ = –2,303 · RT log K = –2,303 · (8,314 10–3 kJ/K) · 298 K · log 0,0475 ,
∆G°’ = 7,53 kJ .
 
∆G számításához a kezdeti koncentrációk szükségesek, amelyek legyenek 2 · 10–4 M a dihidroxi-aceton-foszfátra és 3 · 10–6 Ma gliceraldehid-3-foszfátra.
Behelyettesítve:
 
∆G = ∆G°’ +2,303 RT log
search
 = 7,53 kJ + 2,303 RT log
search
 ,
∆G = 7,53 kJ – 10,46 kJ = –2,93 kJ .
 
A ∆G negatív értéke jelzi, hogy a fenti kezdeti koncentrációkban az izomerizáció a felső nyíl irányában önként lejátszódik, annak ellenére, hogy ∆G°’ pozitív.
 
Egy adott reakcióban a ∆G viszonyát a ∆G°-hoz a kezdeti koncentrációk aránya szabja meg, és a folyamat tényleges irányát a ∆G határozza meg.
 
Általános és bioszervetlen kémia

Tartalomjegyzék

Kiadó: Semmelweis Kiadó

Online megjelenés éve: 2026

ISBN: 978 963 331 705 1

Orvostudomány

A könyv feladata, hogy az orvostudományt, gyógyszerésztudományt és biológiát választó egyetemi szak hallgatóit és e téma iránt érdeklődőket megismertesse egyrészt a kémia tudomány alapjaival, az általános kémiával, másrészt a fémek és nemfémes elemek biológiai szerepével, a bioszervetlen kémiával vagy másképp, szervetlen biokémiával.

Hivatkozás: https://mersz.hu/erdoddi-gergely-vereb-altalanos-es-bioszervetlen-kemia//

BibTeXEndNoteMendeleyZotero
Kivonat
fullscreenclose
printsave