Standard fri energi

Standard fri energi - Gibbs fri energi (joule) i en reaksjon som er tilgjengelig for å utføre arbeid ved atmosfæretrykk og molare konsentrasjoner av substratene. Gibbs fri energi er en termodynamisk størrelse og er en funksjon av indre energi (E eller U) + trykk og volum = entalpi (H), entropi (S) og temperatur (T). Endringen i Gibbs fri energi er ΔG.

Man må skille mellom den virkelige endringen i fri energi ΔG og endringen i standard fri energi ΔG0’. Endringen i standard fri energi gir informasjon i hvilket retning en kjemisk reaksjon vil gå for å oppnå likevekt.

Hvis man har en reaksjon med substratene A og B i konsentrasjoner henholdsvis a og b, som gir produktene C og D:

\(aA + bB \iff cC + dD\)

så vil den aktuelle endringen i fri energi ΔG være påvirket av konsentrasjonen av substrater og produkter i reaksjonen:

\(\displaystyle \Delta G= \Delta G_0'+ RT \ln \frac{[C]^c[D]^d}{ [A]^a[B]^b}\)

hvor R er gasskonstanten og T er temperatur i Kelvin, og ln er naturlige logaritmer

Forholdet Q uttrykker massevirkningsforholdet

\(\displaystyle \frac{[C]^c[D]^d}{[A^a][B]^b}= Q\)

\(\displaystyle \Delta G= \Delta G_0'+ RT\ln Q\)

Ved likevektskonsentrasjoner i reaksjonen med reaktantene A og B og produktene C og D så  er  ΔG=0

\(\displaystyle \Delta G= \Delta G_0'+ RT \ln \frac{[C]_{eq}[D]_{eq}}{ [A]_{eq}[B]_{eq}}=0\)

Ved likevekt har vi:

\(\displaystyle \Delta G_0'= -RTln K'_{eq}\)

Keq er en likevektskonstanten (dimensjonsløs). Selv om standard fri energi er et nyttig mål i energibetraktninger i biologiske systemer, må man huske på at begrepet bygger på molare konsentrasjoner av substratene (1M), atmosfæretrykk (1 atm= 101.3 kPa) og likevekt, er noe som svært sjelden forekommer i biologi, siden biologiske systemer følger irreversibel termodynamikk. . Er endringen i standard den fri energien angitt ved pH 7 angis dette med en apostrof \(\Delta\)G0´.

Tilbake til hovedside

Publisert 4. feb. 2011 10:51 - Sist endret 10. mai 2020 13:23