La Spontaneità delle Reazioni Biologiche e la Determinazione dell’Energia Libera
La previsione della spontaneità delle reazioni biologiche può essere effettuata tramite la conoscenza dei valori tabulati dell’energia libera di Gibbs, una funzione di stato correlata alla temperatura e all’entalpia e all’entropia di un sistema.
In un processo spontaneo a temperatura e pressione costante, l’energia libera diminuisce, ossia ΔG < 0. Se ΔG > 0, il processo non è spontaneo nel verso indicato, ma lo sarebbe nel verso opposto. Quando ΔG = 0, il sistema si trova all’equilibrio e non ha alcuna tendenza a evolvere né in un senso né nel verso opposto.
Nella determinazione della spontaneità delle reazioni biologiche in condizioni standard, si possono utilizzare i valori dell’energia libera standard. La spontaneità di varie reazioni può essere stabilita in base alla differenza tra l’energia libera dei reagenti e quella dei prodotti.
Ad esempio, per la reazione ATP + glicerolo → Glicerolo 3-fosfato + ADP, i valori dell’energia libera standard di ciascuna semireazione vengono sommati per ottenere il ΔG° complessivo. Se ΔG° è inferiore a 0, la reazione avviene spontaneamente nel senso indicato; se è superiore a 0, non avviene spontaneamente in quel senso.
Inoltre, è possibile calcolare la variazione dell’energia libera standard per una reazione a partire dal ΔG° noto di una reazione associata. Questo consente di determinare la spontaneità di una reazione inversa o correlata.
Infine, la conoscenza dei valori dell’energia libera standard di vari composti è essenziale per prevedere la spontaneità delle reazioni nelle applicazioni biologiche.
Risolvere esercizi come questi è fondamentale per comprendere la spontaneità delle reazioni biologiche e per applicare tali concetti in contesti biologici e chimici.