TEMA 3.1.- EQUILIBRIO Y VELOCIDAD DE REACCION. TERMODINAMICA EN BIOMOLÉCULAS. Contenido: ! Energía libre. ! Equilibrio y velocidad de reacción. ! Relación entre constante de equilibrio y energía libre. ! Catalizadores.

S P E

-  Poder catalítico -  Gran especificidad -  Sensible a pH y Tª -  Regulación metabolismo -  Clínica, diagnostico, industria química

E

E

Aumento de velocidad Cinética

Diagrama de la coordenada de reacción de una reacción química

S P

Cambio de energía potencial G (Energía libre de Gibbs) Cambios en Longitud de enlaces y ángulos de enlace

ΔG = Gp – Gs

G = f(Tª; [Reactante]; [Producto])

ΔG = ΔGº + RTln[Producto]/[Reactante]

ΔG > 0 Endergónica ΔG < 0 Exergonica ΔG = 0 Equilibrio

ΔGº = -RTln [Producto]/[Reactante]

ΔGº = -RTlnKeq

ΔGº

Calculo

[Reaccionantes] = [Productos] = 1 M En equilibrio ΔG = 0

ΔGº’ ([H+] = 10-7M; [H2O] = Constante)

ΔGº< 0 Espontaneo ΔGº> 0 No espontaneo

Cinética S P K

V = (P2- P1)/(t2 – t1)

x

Informa sobre:

- Velocidad de reacción - Mecanismo

V = dP/dt

x

Cinética S P K

V = dP/dt V = - dS/dt

V = dP/dt = - dS/dt

Cinética

S P K [S] V

V = dP/dt = K [S]n

n = Orden de reacción n = 0 v = K n = 1 v = K[S]

V = d[C]/dt = dD/dt = K[A][B]

A + B C + D K

n = 2

Pseudo primer orden A + B C + D K

A (suministro limitado) v independiente de B n = 0 respecto B V = k[A]

Reversibilidad de la reacción química

S P K1

K-1

V = d[P]/dt = K1[S] - K-1[P]

Equilibrio de la reacción química

Vf = K1[S] Vd = K-1[P] Vf = Vd

K1[S] = K-1[P] K1/K-1 = [P]/[S] = Keq

ΔGº = -RTlnKeq

Constante de Velocidad y Energía de Activación

K = f(Ea) Energía de Activación

Energía de translación Energía de rotación Energía de vibración Energía electrónica

Colisión

Reordenación

Ea K V

Ecuación de Arrhenius K = Ae – Ea/RT

lnK = lnA – Ea/RT

Velocidad de las reacciones químicas

Determinación del orden y de la constante de velocidad de una reacción irreversible de primer orden

Constante de equilibrio

Estado de transición

Representación de Arrenhius

Variación de energía libre y constante de equilibrio

Interacción enzima y sustrato

Coordenada de reacción en presencia y ausencia de enzima

Estados intermedios

Catalizador enzimático