Conceitos de Bioenergética

Módulo 10

O que é Equilíbrio?

O que é Reação ou Cinética?

Por que as “coisas” reagem?

Por exemplo Vinagre + Soda , Fe + O2

Por que “excesso” de energia tende ao mínimo?Por que “excesso” de energia tende ao mínimo?

Aonde vai esta “Energia”?

O ser vivo está em Equilíbrio??

O que significa Estado Estacionário??

Entra Calorias (alimentos, nutrientes)

Retira Energia : Oxidação

Mantém “estado” fora do Equilíbrio

Como mede Energia? Termômetro!!! Calorímetro de Gelo

Quantas Calorias tem um punhado de arroz?? Queima e mede o∆T

Lembra PV = nRT , considera 1 mol R ~ 2 cal/grau T ~ 300 grau K

PV à 25 C ~ 600 cal ou 0.6 Kcal..

Lei Zero da Termodinâmica:

Quando dois objetos estão separadamente em equilíbrio térmicoCom um terceiro. Eles estão em equilíbrio!

E tem a mesma Temperatura

Estado Inicial

Estado Final

Depende do Caminho

��������

����

����

����

����

Funções de Estado: Pressão – Volume – Temperatura

Energia Interna – Entalpia – Entropia Note são só definições FUNCIONAIS e úteis!!!

E claro expressando relações entre observáveis e coisas que se pode“medir” ex. PV = nRT → observou-se que a relação é verdadeirapara gases.

Universo

Note Q e W não são funções de estado.

Princípio da Conservação de Energia

Euniverso= Constante ; ∆E = Zero

1a lei da Termodinâmica. Como se sabe isto? não se sabe..É Lei advinda da observação

Entalpia H,

H = E + PV conteúdo calórico

PV é trabalho...P = força/área V = volume ou área x lado,

Logo PV = força x distância = Trabalho!!

2a Lei da Termodinâmica

A Entropia do Universo aumenta em qualquer processo, ou “ é

impossível retirar calor de reservatório frio para um quente e ao

mesmo tempo converter parte do trabalho em calor” Clausius

O que é Entropia

Variação no número de estados com a temperatura.Pensa no elétron (hummm!!!) quanto vale S a T = 0 K???

S do universo sempre aumenta !!! Expansão!! Ruídos do espaço!!

S em sistemas fechados pode dimnuir !!!!!

Não existe máquina perfeita pois sempre S aumenta!!!

Equilíbrio Químico o que representa?

Kw = [H+] [OH-], seja Kw ou Keq = Kw . [H2O], representa quantoTem de produto/reagente e isto é MENSURÁVEL!!!

Como exprimir Keq em função da Energética do Sistema?

G = H - TS

Como fazer uma avaliação rápida!!!

Associa H com ligação química e S com número de estados

N2 + 3 H2 <=> 2 NH3

1a moléc. 3s moléc. 2s moléc.| | |

Qual a previsão o equilíbrio será dirigido por H ou por S??

Note ambos H e S são energias cal/mol e cal/grau . Eles são opostosDaí G = Energia útil!!!!!

∆G = ∆H – T ∆S

Da dependência de Keq vs T temos;

∆Go = -RT lnKeq

∆G = ∆Go + RT ln [Pi/Ri]

∆G é CRITÉRIO DE ESPONTANEIDADE

∆G > Zero não vai

∆G = Zero equilíbrio

∆G < Zero VAI, VAI, VAI...

OK ∆G diz que tem muita energia! OBA...

da para “roubar energias!!!”

As energias (H, G) só dependem do estado inicial e final e não do Caminho!!!

Reações não favoráveis podem se tornar favoráveis!

A ↔ B + C ∆G 0 = + 5 Kcal/mol

B ↔ D ∆G 0 = - 8 Kcal/mol____________________________________________________________________

A ↔ D + C ∆G 0 = - 3 Kcal/mol

ATP

ATP NÃO É RESERVA !!!

ATP hidrolisa lentamente !!!

ATP é baum para:

fosforilar grupos Pifosforilar grupos Pi

fazer reações favoráveis

ATP + H2O <=> ADP + inorganic phosphate (Pi)

∆Go' = -7.3 kcal. mol-1

∆Go' o ‘ é para 37 C e pH = 7,0

????? ???

Acoplamento com ATP desloca equilíbrios por uma fator

de 100.000.000 !!!!

Balanço ATP/ADP é sinalizador metabólico!!!

Outros composto com alta energia

Reserva energética de ~Pi no músculo

No metabolismo o que a célula, organismo faz é :

1- Estamos fora do equilíbrio. Como segura a parada?

Necessitamos alimentos.

O que fazer? “Sensores” sentem a carga energética (ATP/ADP)O que fazer? “Sensores” sentem a carga energética (ATP/ADP)

ATP ↑ sínteses , reserva, etc.

Moléculas Coadjuvantes NAD, FAD redoxCoenzimaA grupos acil (gasolina!)