0000006 (22)

r tak, dla substratów wyjściowych, tj. 1 mola glukozy i 6 moli tlenu entropia wynosi kcal

Si = 0,345 —    , natomiast entropia produktów końcowych, tj. 6 moli C0₂ i 6 moli H₂0

K.

kcal

(ciecz) wynosi S₂ = 0,407 ——-. Wobec tego zmiana entropii spowodowana utlenieniem K.

1 mola glukozy

Po podstawieniu do wzoru 4.23 otrzymuje się

AG_m = -669,6    - 300 K • 0,062 ^

mol    mol

-688,2

kcal

mol

Zmiana entalpii swobodnej jest ujemna, tzn. reakcja jest egzoergiczna i może przebiegać samorzutnie w kierunku utleniania glukozy.

Powyższy przykład pozwala na wyciągnięcie dalszych, pouczających wniosków. Gdyby spalić 1 mol glukozy otrzymanoby 669,6 kcal w postaci ciepła. Reakcja przebiegałaby nieodwracalnie, cała wartość zmiany entalpii (—669,6 kcal) zostałaby zdegradowana do ciepła, żadna praca nie zostałaby wykonana. Zmiana entalpii swobodnej (—688,2 kcal) przekracza co do wartości bezwzględnej zmianę entalpii o 18,6 kcal. Wynika stąd, że gdyby reakcja zachodziła odwracalnie, nie tylko cała zmiana entalpii mogłaby być wykorzystana w formie pracy, lecz przy dostarczeniu układowi 18,6 kcal ciepła na pokrycie przyrostu energii związanej (TAS), o tę wartość praca wykonana przekraczałaby wartość zmiany entalpii, tj. o około 3%. Miarą wykonanej pracy w warunkach odwracalnych jest bowiem ubytek entalpii swobodnej.

Sposób w jaki organizm żywy wykorzystuje entalpię swobodną do wykonania różnego rodzaju prac, jak: skurcz mięśniowy, transport aktywny, synteza chemiczna i wiele innych, jest dość skomplikowany. Proces ten odbywa się za pośrednictwem związku akumulują-cego energię; jest nim trójfosforan adenozyny ATP, czym bliżej zajmuje się biochemia. Zwróćmy jeszcze uwagę, że i ten proces nie odbywa się z 100% wydajnością, około 50% entalpii swobodnej traci się na ciepło. Jednak i tę „stratę” organizm wykorzystuje do utrzymania temperatury wyższej od otoczenia.

2. W jaki sposób mogą zachodzić reakcje endoergiczne? Rozpatrzmy to na przykładzie reakcji

](C&1

glukoza + fruktoza -> sacharoza + H_aO, AG_m = 5-_r

^z    mol

Zmiana entalpii swobodnej jest dodatnia, reakcja jest więc endoergiczna i samorzutnie zachodziłaby w kierunku hydrolizy sacharozy, tj. w kierunku od prawej w lewo. Reakcja mogłaby zachodzić od strony lewej w prawo wyłącznie przy sprzężeniu jej z inną, stanowiącą „źródło” entalpii swobodnej. Taką reakcją jest fosforylacja glukozy za pomocą ATP

ATP -j- glukoza —> glukozo-1-fosforan -f ADP

A G_m = -7

kcal

mol

106