Рассмотрим реакцию гидролиза АТФ : ATP + H20 → ADP + Pi Изменение свободной энергии (энергии Гиббса) - это важная термодинамическая характеристика реакционной системы. Определяется изменение свободной энергии в реальных условиях согласно следующему уравнению: G = G° + 2,3RTlog10 [ADP|[Pi]/[ATP] где концентрации выражены в молях, R - газовая постоянная = 8,314 Дж/(мольК), T - температура в кельвинах (в условиях задачи 25°С, то есть 298K), G°- изменение стандартной свободной энергии - табличная величина, равная - 30,6 кДж/моль. Каким будет отношение [ADP] : [АТР], когда реакция гидролиза достигнет равновесия, то есть изменение свободной энергии будет равняться нулю? Примите [Pi] = 10мМ. Пожалуйста, будьте аккуратны с единицами измерения. Ответ приведите с точностью до целых ,укажите только количество миллионов в отношении с концентрацией для решения Вам может понадобиться свойства логарифмов logaBlogaC=logaBC

Question 1

Задача Задача №2146121

А

Аноним

08 ноября 2024 12:13 · публичный вопрос

А

Аноним 08 ноября 2024 12:13

Рассмотрим реакцию гидролиза АТФ : ATP + H20 → ADP + Pi Изменение свободной энергии (энергии Гиббса) - это важная термодинамическая характеристика реакционной системы. Определяется изменение свободной энергии в реальных условиях согласно следующему уравнению: G = G° + 2,3RTlog10 [ADP|[Pi]/[ATP] где концентрации выражены в молях, R - газовая постоянная = 8,314 Дж/(мольК), T - температура в кельвинах (в условиях задачи 25°С, то есть 298K), G°- изменение стандартной свободной энергии - табличная величина, равная - 30,6 кДж/моль. Каким будет отношение [ADP] : [АТР], когда реакция гидролиза достигнет равновесия, то есть изменение свободной энергии будет равняться нулю? Примите [Pi] = 10мМ. Пожалуйста, будьте аккуратны с единицами измерения. Ответ приведите с точностью до целых ,укажите только количество миллионов в отношении с концентрацией для решения Вам может понадобиться свойства логарифмов logaBlogaC=logaBC

Answer

Чтобы найти отношение \([ADP] : [ATP]\) в состоянии равновесия, мы можем использовать уравнение для свободной энергии:

\[ G = G° + 2,3 \cdot R \cdot T \cdot \log_{10}\left(\frac{[ADP] \cdot [Pi]}{[ATP]}\right) \]

В состоянии равновесия изменение свободной энергии \(G\) равно 0. Следовательно:

\[ 0 = G° + 2,3 \cdot R \cdot T \cdot \log_{10}\left(\frac{[ADP] \cdot [Pi]}{[ATP]}\right) \]

Из этого уравнения можно выразить логарифм:

\[ - G° = 2,3 \cdot R \cdot T \cdot \log_{10}\left(\frac{[ADP] \cdot [Pi]}{[ATP]}\right) \]

Подставим известные значения:

\(G° = -30,6 \, \text{кДж/моль} = -30600 \, \text{Дж/моль}\)
\(R = 8,314 \, \text{Дж/(моль \cdot К)}\)
\(T = 298 \, \text{К}\)
\([Pi] = 10 \, \text{мМ} = 0,01 \, \text{моль/л}\)

Теперь подставим эти значения в уравнение:

\[ -(-30600) = 2,3 \cdot 8,314 \cdot 298 \cdot \log_{10}\left(\frac{[ADP] \cdot 0,01}{[ATP]}\right) \]

Посчитаем \(2,3 \cdot 8,314 \cdot 298\):

\[ 2,3 \cdot 8,314 = 19,0952 \]

\[ 19,0952 \cdot 298 \approx 5692,22 \, \text{Дж/моль} \]

Теперь можем подставить это значение:

\[ 30600 = 5692,22 \cdot \log_{10}\left(\frac{[ADP] \cdot 0,01}{[ATP]}\right) \]

Разделим обе стороны на \(5692,22\):

\[ \log_{10}\left(\frac{[ADP] \cdot 0,01}{[ATP]}\right) = \frac{30600}{5692,22} \approx 5,37 \]

Теперь преобразуем это уравнение:

\[ \frac{[ADP] \cdot 0,01}{[ATP]} = 10^{5,37} \]

Посчитаем \(10^{5,37}\):

\[ 10^{5,37} \approx 234,54 \]

Теперь мы можем выразить отношение:

\[ \frac{[ADP]}{[ATP]} = \frac{10^{5,37}}{0,01} \approx 23454 \]

Таким образом, отношение \([ADP] : [ATP]\) равно приблизительно 23454:1. В миллионах это будет:

\[ \frac{23454}{1000000} \approx 23,45 \]

Округляя до целых, получаем:

\[ \text{Ответ: } 23 \]

Итак, отношение \([ADP] : [ATP]\) в миллионах равно 23.

Question 2

Рассмотрим реакцию гидролиза АТФ : ATP + H20 → ADP + Pi Изменение свободной энергии (энергии Гиббса) - это важная термодинамическая характеристика реакционной системы. Определяется изменение свободной энергии в реальных условиях согласно следующему уравнению: G = G° + 2,3*R*T*log10 [ADP|[Pi]/[ATP] где концентрации выражены в молях, R - газовая постоянная = 8,314 Дж/(моль*К), T - температура в кельвинах (в условиях задачи 25°С, то есть 298K), G°- изменение стандартной свободной энергии - табличная величина, равная - 30,6 кДж/моль. Каким будет отношение [ADP] : [АТР], когда реакция гидролиза достигнет равновесия, то есть изменение свободной энергии будет равняться нулю? Примите [Pi] = 10мМ. Пожалуйста, будьте аккуратны с единицами измерения. Ответ приведите с точностью до целых ,укажите только количество миллионов в отношении с концентрацией для решения Вам может понадобиться свойства логарифмов logaB*logaC=logaB*C

Answer

Чтобы найти отношение \([ADP] : [ATP]\) в состоянии равновесия, мы можем использовать уравнение для свободной энергии: \[ G = G° + 2,3 \cdot R \cdot T \cdot \log_{10}\left(\frac{[ADP] \cdot [Pi]}{[ATP]}\right) \] В состоянии равновесия изменение свободной энергии \(G\) равно 0. Следовательно: \[ 0 = G° + 2,3 \cdot R \cdot T \cdot \log_{10}\left(\frac{[ADP] \cdot [Pi]}{[ATP]}\right) \] Из этого уравнения можно выразить логарифм: \[ - G° = 2,3 \cdot R \cdot T \cdot \log_{10}\left(\frac{[ADP] \cdot [Pi]}{[ATP]}\right) \] Подставим известные значения: - \(G° = -30,6 \, \text{кДж/моль} = -30600 \, \text{Дж/моль}\) - \(R = 8,314 \, \text{Дж/(моль \cdot К)}\) - \(T = 298 \, \text{К}\) - \([Pi] = 10 \, \text{мМ} = 0,01 \, \text{моль/л}\) Теперь подставим эти значения в уравнение: \[ -(-30600) = 2,3 \cdot 8,314 \cdot 298 \cdot \log_{10}\left(\frac{[ADP] \cdot 0,01}{[ATP]}\right) \] Посчитаем \(2,3 \cdot 8,314 \cdot 298\): \[ 2,3 \cdot 8,314 = 19,0952 \] \[ 19,0952 \cdot 298 \approx 5692,22 \, \text{Дж/моль} \] Теперь можем подставить это значение: \[ 30600 = 5692,22 \cdot \log_{10}\left(\frac{[ADP] \cdot 0,01}{[ATP]}\right) \] Разделим обе стороны на \(5692,22\): \[ \log_{10}\left(\frac{[ADP] \cdot 0,01}{[ATP]}\right) = \frac{30600}{5692,22} \approx 5,37 \] Теперь преобразуем это уравнение: \[ \frac{[ADP] \cdot 0,01}{[ATP]} = 10^{5,37} \] Посчитаем \(10^{5,37}\): \[ 10^{5,37} \approx 234,54 \] Теперь мы можем выразить отношение: \[ \frac{[ADP]}{[ATP]} = \frac{10^{5,37}}{0,01} \approx 23454 \] Таким образом, отношение \([ADP] : [ATP]\) равно приблизительно 23454:1. В миллионах это будет: \[ \frac{23454}{1000000} \approx 23,45 \] Округляя до целых, получаем: \[ \text{Ответ: } 23 \] Итак, отношение \([ADP] : [ATP]\) в миллионах равно 23.