生体内を310K,1気圧、pH=7であるとする。
標準状態の自由エネルギー変化をΔG'とすると、
生体内での反応において、次の関係が成り立つ。
ΔG = ΔG' + RT*ln{(product濃度)/(substrate濃度)}
平衡状態では、ΔG = 0より、
ΔG' = -RT*ln{(product濃度)/(substrate濃度)}
が成り立つ。
(上記が与えられたヒント)
問題
反応 G6P → F6P を考える。
(グルコース六リン酸→フルクトース六リン酸)
問1:平衡状態において、[F6P]/[G6P]=0.5であった。
ΔGとΔG'を求めよ。ln2=0.69を用いよ。
問2:細胞内でΔG=0.6(kcal/mol)である。すなわちこの転位反応は進行している。
このときの[F6P]/[G6P]およびΔG'を求めよ。
exp(-1.66)=0.19を用いよ。
---------------------------------------------------------------------------
生物の授業で出た問題なのですが、
物理化学の授業が全く始まっていないため、全然わかりません
(ギブズエネルギー変化がマイナスだと反応は右に進むんだよね?とかぼんやりと知っている程度)。
とりあえず、問1は条件を直接代入してといて
ΔG=0、ΔG' = 1.78kJ/M = 0.43kcal/M としたのですが(あってる・・・はず)、
問2はもうさっぱりわかりません。
どなたかお願いします。できれば、多少なり説明を加えてくれると助かります。
No.3ベストアンサー
- 回答日時:
たびたびすみません。
よく考えずに解答してしまって。私の式の0.6を-0.6に直していただければ答えは出ると思います。後は、単位をそろえて計算していただければ。
えっと、詳しく書くと、自由エネルギー変化 ΔG というのは、
自由エネルギー変化 ΔG = 反応後の自由エネルギー - 反応前の自由エネルギー
というのを表わしているんです。
反応前の自由エネルギー が 反応後の自由エネルギー よりもエネルギー的に高い状態にあるならば、
反応が進みますよね。
例えば、反応前の自由エネルギーを50、反応後の自由エネルギーを20として上の式に代入すると、
ΔG = 20 - 50 = -30
で負の値になりませんか。
だから、自由エネルギー変化 ΔG が負のとき、反応が進むということを表わしているんです。
同様に、平衡状態っていうのは、反応前の自由エネルギー と 反応後の自由エネルギー がエネルギー的に等しいということを示しています。
だから、自由エネルギー変化 ΔG = 0 になります。
このように考えていただければ、反応が進行しない時、ギブスの自由エネルギーが正である理由もわかりますよね?
No.2
- 回答日時:
ごめんなさい。
問2ですが、単位が間違ってました。0.6 kcal = 0.425 kcal +1.987*0.001*0.31*ln{(product濃度)/(substrate濃度)}
まずすいません、ΔG=-0.6の間違いでした。
回答は
0.425 kcal +1.987*0.001*310*ln{(product濃度)/(substrate濃度)}
・・・の書き間違いですよね?
多分、私がそもそもの問題を書き間違えてしまったので、
混乱されてしまったのだと思います。ごめんなさい
(こう書いておいて0.31が合っていたらどうしようもないですね)。
回答ありがとうございました。
よくわからないけどΔG'はエンタルピーに当たる値なのかな。
もっと勉強します。
No.1
- 回答日時:
問1 平衡状態により、ΔG = 0である。
したがって、ΔG' = -RT*ln{(product濃度)/(substrate濃度)}が成り立つから、ΔG' =-1.987*310*ln0.5 cal/mol = 0.425 Kcal/mol問2 標準状態の自由エネルギー変化であるΔG'はその反応の固有の値であるので、問1で求めたΔG'を利用して問2を解く。ΔG = ΔG' + RT*ln{(product濃度)/(substrate濃度)}より、
0.6 = 0.425 + 1.987*310*ln{(product濃度)/(substrate濃度)}
から解くことができると思います。
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