4. predavanje - bioenergetika Flashcards
Kaj je bioenergetika?
- preučevanje pretoka in pretvarjanja energije v živem svetu
Kaj je energija?
- fizikalna količina, ki se lahko nahaja v različnih oblikah
- SKUPNA KOLIČINA ENERGIJE SE OHRANJA (1.zt)
Kdaj je mogoč pretok energije?
- v primeru gradienta potencialov
- pri tem se opravlja delo (A) in toplota (Q)
A + Q =
- A + Q = m * g * Δh
- A + Q = e * ΔU
- A + Q = n * ΔG
Kaj je ΔG?
- kemijski potencial
Kaj je sistem in kaj okolica?
- sistem je tisti del narave, ki ga opazujemo
- kar ni sistem, je okolica
Kaj je termodinamski sistem?
- je skupek materije z določeno mejo
K čemu težijo sistemi?
- k čim manjši energiji (H)
- k čim večji neurejenosti (S)
Ali so organizmi urejeni ali neurejeni?
Urejeni, saj:
- gradijo kompleksne molekule (makromolekule)
- imajo visoko organizirano strukturo (tkiva, organe)
- porabijo veliko hrane (energija v sistem)
- ΔS organizma se zmanjšuje
- ΔS (celota) = ΔS (sistem) + ΔS (okolice) > 0
Kako določimo energijske spremembe pri kemijskih reakcijah?
- S kalorimetrom izmerimo oddano/privzeto toploto
- če je V konstanten: Q(V) = ΔWn
- če je p konstanten: Q(p) = ΔH
Glede na entalpijo, kdaj je kemijska reakcija eksotermna in kdaj endotermna?
a) ΔH < 0: EKSOTERMNA
- sproščanje toplote iz sistema v okolico
- nastale vezi so močnejše od razpadlih
- nastanek novih vezi - energija se sprošča
b) ΔH > 0: ENDOTERMNA
- absorpcija toplote iz okolice v sistem
- nastale vezi so šibkejše od razpadlih
- razpad kemijskih vezi - porabljanje energije
S čim je povezana sprememba entalpije?
- s kemijskimi vezmi
Kaj se zgodi z razliko v energijah vezi?
- se sprosti/porabi v obliki TOPLOTE
Zakaj imajo maščobe večjo kalorično vrednost?
- ker so maščobne kisline bolj reducirane kot OH in proteini
- pri oksidaciji do končnega produkta CO2 in H2O se lahko sprosti več energije
Kaj pravi 2. zakon termodinamike?
- ΔG = ΔH - T*ΔS
- ΔH = Q(p) (mera za toploto)
- ΔS = ΔQ / T (mera za urejenost sistema)
- ΔG (mera za energijo, ki se lahko porabi za delo, kriterij je SPONTANOST PROCESOV)
Če je ΔH bolj negativna, kakšna je ΔS?
bolj pozitivna
Ali ΔG<0 zagotavlja, da se reakcija zgodi?
- ne zagotavlja, da se bo zgodila reakcija v smeri zmanjšanja G, ampak pomeni, da obstaja tendenca, da se to zgodi
Kaj meri ΔG?
Kakšne so reakcije?
ΔG meri spontanost reakcije (govori o smeri reakcije)
a) ΔG < 0:
- reaktanti se spontano pretvarjajo v produkte
- K(ravnotežna) > 0
= EKSERGONSKA REAKCIJA
b) ΔG > 0:
- produkti se spontano spreminjajo v reaktante
- K(ravnotežna) < 0
= ENDERGONSKA REAKCIJA
c) ΔG = 0:
- K=1
- koncentracije produktov in reaktantov so izenačene
= sistem je v ravnotežju
Ali je reakcija v ravnotežju statična?
- Ne
- toliko reaktantov, kot se je spremenilo v produkte, toliko produktov se je spremenilo v reaktante (v določenem času)
- ΔH = T*ΔS
G, H, S so funkcije stanja. Od česa so odvisne?
- od začetnega in končnega stanja
S čim je povezana ΔS?
Kdaj velja ΔS > 0?
- povezana je z urejenostjo sistema
ΔS > 0, če:
- pri prehodu iz trdno -> tekoče -> plinsko
- iz bolj kompleksnih spojin nastanejo preprostejše
- iz manj spojin nastane več spojin
- pozitivna entropija predstavlja bolj NEUREJEN sistem
Kinetične lastnosti: kdaj nastopi ravnotežje?
- ko je hitrost pretvorbe reaktantov v produkte enaka hitrosti pretvorbe produktov v reaktante
- v1 = v-1
- v1 = k1 * produkti
(k1 = hitrostna konstanta reakcije v desno)
Čému je enaka ravnotežna konstanta?
- razmerju hitrostnih konstant za reakciji v desno (nastajanje produktov) in levo (nastajanje reaktantov)
- ravnotežje je dinamično
Opiši mešanje hidrofobov in molekul vode.
- mešanje hidrofobov in molekul vode NI spontano (ΔG>0)
- ustvarijo se nove vodikove vezi okoli hidrofoba = klatratna kletka
- ΔS < 0 –> urejen sistem - združenje hidrofobov:
- vodikove vezi (v klatratni kletki) se pretrgajo
- ΔS > 0 –> neurejen sistem
- nastanek hidrofobnih interakcij je spontan