‹#›
1


‹#›
2
6.
seminář LC
1. část (06.1)
©  Biochemický ústav LF MU   (V.P.)   2011

‹#›
3
soustava2

‹#›
4
soustava1

‹#›
5
Astra331

‹#›
6
Scan0037

‹#›
7
DU  =  DQ   +  DW
DU  =  DH   +  p •  DV  +  …
objemová práce              další druhy
                                        práce
DU  -  vnitřní energie :
=  součet kinetických a potenciálních energií částic (které vytvářejí systém)
pohyb elektronů
a molekul
chemické vazby
mezi atomy
část energie
přeměnitelná
na teplo
část energie
přeměnitelná
na práci
symbolika:   H   =  heat [hi:t] teplo
                     p   =   pressure [prešər]  tlak
                     V  =   volume [volju:m]
                     W =   work [wə:k]   práce                    κιυηςη  [kínisi]  pohyb

‹#›
8
Scan0038

‹#›
9
DG  =  DH   -   T • DS

‹#›
10
DG  =  DH   -   T • DS
DG  =  G2 – G1  =  DH   -   T • DS
počáteční
 stav
konečný
 stav

‹#›
11
DG  =  DH   -   T • DS
volná energie (Gibbsova)
energie, která může konat práci
(využitelná energie za konstantního tlaku a teploty)
ergon = práce
+ endergonická reakce
-   exergonická reakce

‹#›
12
DG  =  DH   -   T • DS
vnitřní energie systému (ΔU )
tepelné ztráty (ΔQ)
neobjemová práce (ΔW),
využitelná energie
ΔW  =   ΔU  -  ΔQ

‹#›
13
Exergonická reakce
                      (ΔG < 0 ,   ΔG  záporné)
  =  „spontánní“  reakce,
      termodynamicky příznivá reakce
      (nemusí, ale může proběhnout !)

‹#›
14
DG  =  DH   -   T • DS
volná energie (Gibbsova)
maximální energie,  kterou může soustava
(na základě chemického děje) využít
k vykonání  neobjemové  práce

‹#›
15
DG  =  DH   -   T • DS
entropie
     en = do
     trepein = změnit
                                            minimální část energie,
která nemůže být využita na práci (jako chemická
nebo elektrická energie),
je to část energie přeměněná na teplo.
{

‹#›
16
Spontánní procesy se zvýšením entropie :
Spontaneous processes in which the entropy increases :
entropy    [entrəpi:]
spontaneous    [spon‘teiniəs]

s Streben úsilí, snaha
e Strebe vzpěra, opěra

‹#›
17
DG  =  DH   -   T • DS
enthalpie  (en = do, v
                  thalpein =  zahřívat)
teplo
heat,  thermé          θερμη  [thérmi]
          + endothermická reakce
          -   exothemická reakce

‹#›
18
DG  =  DG0   +  R T • ln
  [C] • [D]
  [A] • [B]

‹#›
19
  [C] • [D]
  [A] • [B]
Možné významy zlomku
1/  aktuální koncentrace  (např. na začátku reakce),
                                        ®  obvyklé označení hodnoty zlomku  =  Q
2/  standardní koncentrace  (= „jednotkové“  koncentrace  =  1 mol / l)
                                             hodnota zlomku  =  1 ,
                                             tj.  100   ®    jeho ln  =  0
3/  rovnovážné koncentrace   -   hodnota zlomku  =  Keq

‹#›
20
celkový
   stav      =
standardní stav   +   odchylka od
                                 standardního
                                       stavu
DG  =  DG0   +  R T • ln
  [C] • [D]
  [A] • [B]

‹#›
21
Scan0041

‹#›
22
Scan0042

‹#›
23
DG  =  DG0   +  R T • ln
  [C] • [D]
  [A] • [B]
Rovnovážný stav :
 0  =  DG0   +  R T  •  ln Keq
  D G0  =   -  R T • ln Keq
D G0  =   -  5,7  log  Keq
pro 25 oC

‹#›
24
Astra326 Astra333

‹#›
25
Scan0043

‹#›
26
Scan0044

‹#›
27
  R e a k č n í
i s o t h e r m a

‹#›
28
Scan0046

‹#›
29
Scan0047

‹#›
30
Scan0048

‹#›
31
Scan0049
Q

‹#›
32
isoterma4
Q    1           Keq
Q   <    Keq                    (srovnáváme pouze hodnotu zlomku, která v grafu vzrůstá směrem
vpravo
                                                                           po vodorovné ose.
Srovnání se zde netýká velikosti Gibbsovy energie na
                                                                           ose svislé  !! )
reakce probíhá zleva doprava  (směrem k  C + D)

‹#›
33
Scan0050

‹#›
34
M a k r o e r g n í
s l o u č e n i n y

‹#›
35
Scan0026
Anhydridové vazby :

‹#›
36


‹#›
37
Scan0029

‹#›
38
Scan0030

‹#›
39
Využití energie :
1/  aktívní transport  *)
2/  zesílení signálů  +)
3/  mechanická práce
4/  syntézy
!!
*)  aktívní transport  =  největší spotřeba energie !!!   (v klidovém stavu)
     především udržování homeostázy vnitřního prostředí, např.
     ECT  K+⇄Na+ ICT    (Na+/K+  ATPasa), …
     snížení gradientu → sn. nervosvalové dráždivosti  → zástava srdce,
                                                                                         poruchy
CNS, …
+)   např.  na jediný podnět mnohonásobná tvorba cAMP  (z ATP, adenylátcyklasa), …

viz též:  plegické roztoky s vysokým obsahem K+.
            otrava kyanidy (vazbou na cyt)    /     „kladná“ energie ???!     /    auta: benzín,
nafta   my: ATP

‹#›
40
cAMP :

‹#›
41