Examkin

Soru

Zorluk: ZorBiyoenerjetik Temel Kavramlar ve Termodinamik

Biyoenerjetik analizlerde bir reaksiyonun termodinamik parametreleri, o reaksiyonun hücresel ortamda gerçekleşme eğilimini ve yönünü belirler. Standart şartlar altında incelenen bir biyokimyasal reaksiyonun hem entalpi değişiminin (ΔH\Delta H) hem de entropi değişiminin (ΔS\Delta S) pozitif (>0> 0) değerlere sahip olduğu belirlenmiştir.

Buna göre, bu reaksiyonun serbest enerji değişimi (ΔG\Delta G) ve istemliliği ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

  1. A
    Reaksiyon tüm sıcaklıklarda istemli olarak gerçekleşir ve her zaman ekzergoniktir.
  2. Reaksiyon sadece yüksek sıcaklıklarda, T>ΔH/ΔST > \Delta H / \Delta S koşulu sağlandığında istemli hale gelir.Cevap
  3. C
    Reaksiyon sadece düşük sıcaklıklarda, T<ΔH/ΔST < \Delta H / \Delta S koşulu sağlandığında istemlidir.
  4. D
    Reaksiyonun ΔH\Delta H değeri pozitif (endotermik) olduğu için sıcaklıktan bağımsız olarak her zaman istemsizdir.
  5. E
    Entropi artışı (ΔS>0\Delta S > 0) nedeniyle reaksiyon her zaman ekzergonik karakterdedir.

Cevap

Reaksiyonun istemli hale gelmesi için mutlak sıcaklığın, entalpi değişiminin entropi değişimine oranından büyük olması (T>ΔH/ΔST > \Delta H / \Delta S) gerekir.
Biyokimyada serbest enerji değişimi ΔG=ΔH−TΔS\Delta G = \Delta H - T\Delta S denklemi ile ifade edilir. Eğer hem entalpi (ΔH\Delta H) hem de entropi (ΔS\Delta S) pozitifse, denklemin sağ tarafındaki negatif terimin (−TΔS-T\Delta S) pozitif olan ΔH\Delta H terimini sayısal olarak aşması gerekir. Bu durum ancak sıcaklık (TT) yeterince yüksek olduğunda gerçekleşir. Matematiksel olarak ΔG<0\Delta G < 0 olması için T>ΔH/ΔST > \Delta H / \Delta S şartı aranır.

Adım Adım Çözüm

1
Gibbs serbest enerji denklemini belirle.
ΔG=ΔH−TΔS\Delta G = \Delta H - T\Delta S
Bir reaksiyonun istemliliği serbest enerji değişimi ile ölçülür.
2
Verilen işaretleri denkleme uygula.
ΔG=(+deg˘er)−T(+deg˘er)\Delta G = (+ \text{değer}) - T (+ \text{değer})
Soruda hem ΔH\Delta H hem de ΔS\Delta S değerlerinin pozitif olduğu belirtilmiştir.
3
İstemlilik şartını (ΔG<0 \Delta G < 0 ) sağlayan koşulu bul.
0>ΔH−TΔS⇒TΔS>ΔH0 > \Delta H - T\Delta S \Rightarrow T\Delta S > \Delta H
Bir reaksiyonun kendiliğinden gerçekleşmesi (istemli olması) için ΔG\Delta G negatif olmalıdır.
4
Sıcaklık değişkenini yalnız bırak.
T>ΔHΔST > \frac{\Delta H}{\Delta S}
Sıcaklık bu eşitsizliği sağlayan bir değere ulaştığında reaksiyon istemli hale gelir.

Anahtar Kavram

Gibbs Serbest Enerjisi ve Sıcaklık Bağımlılığı

İpuçları

1
Gibbs serbest enerji değişimini veren ΔG=ΔH−TΔS\Delta G = \Delta H - T\Delta S formülünü düşünün.
2
Bir reaksiyonun istemli olması için ΔG\Delta G değerinin negatif olması gerektiğini unutmayın.
3
Formülde her iki parametre de pozitifse, sıcaklık artışının ΔG\Delta G işaretini nasıl etkileyeceğini analiz edin.

Daha Fazla Pratik

Farklı ΔH\Delta H ve ΔS\Delta S işaret kombinasyonlarının (-, + veya -, -) sıcaklığa bağlı istemlilik durumlarını bir tablo halinde çalışmak konuyu pekiştirecektir.
Tahmini Süre:2m 0s
Bu soruyu puanla

Konular

Biyoenerjetik Temel Kavramlar ve Termodinamik

Bu konudan daha fazla soru