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 №2146122

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

Для нахождения отношения \([ADP]:[ATP]\) при равновесии, нам нужно использовать уравнение изменения свободной энергии. При равновесии \(\Delta G = 0\), поэтому уравнение принимает вид:

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

Сначала подставим известные значения:

\(G° = -30,6 \, \text{кДж/моль} = -30600 \, \text{Дж/моль}\) (умножаем на 1000 для перевода в Дж)
\(R = 8,314 \, \text{Дж/(моль \cdot К)}\)
\(T = 298 \, \text{К}\)
\([Pi] = 10 \, \text{мМ} = 0.01 \, \text{моль/л}\)

Теперь можем подставить значения в уравнение:

\[ 0 = -30600 + 2.3 \cdot 8.314 \cdot 298 \cdot \log_{10} \left(\frac{[ADP] \cdot 0.01}{[ATP]}\right) \]

Теперь вычислим \(2.3 \cdot R \cdot T\):

\[ 2.3 \cdot 8.314 \cdot 298 \approx 5738.1 \]

Теперь уравнение будет иметь следующий вид:

\[ 0 = -30600 + 5738.1 \cdot \log_{10} \left(\frac{[ADP] \cdot 0.01}{[ATP]}\right) \]

Переносим \(-30600\) на другую сторону:

\[ 30600 = 5738.1 \cdot \log_{10} \left(\frac{[ADP] \cdot 0.01}{[ATP]}\right) \]

Делим обе стороны на 5738.1:

\[ \log_{10} \left(\frac{[ADP] \cdot 0.01}{[ATP]}\right) = \frac{30600}{5738.1} \approx 5.33 \]

Теперь можем избавиться от логарифма, возведя в степень 10:

\[ \frac{[ADP] \cdot 0.01}{[ATP]} = 10^{5.33} \]

Вычисляем \(10^{5.33}\):

\[ 10^{5.33} \approx 214.98 \]

Теперь выразим отношение \([ADP]\) к \([ATP]\):

\[ \frac{[ADP]}{[ATP]} = \frac{10^{5.33}}{0.01} = 21498 \]

Таким образом, отношение \([ADP]:[ATP]\) равно 21498:1. Учитывая, что требуется указать количество миллионов:

\[ \frac{[ADP]}{[ATP]} \approx 21.5 \, \text{млн} \]

Итак, ответ с точностью до целых: 22.

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

Для нахождения отношения \([ADP]:[ATP]\) при равновесии, нам нужно использовать уравнение изменения свободной энергии. При равновесии \(\Delta G = 0\), поэтому уравнение принимает вид: \[ 0 = G° + 2,3 \cdot R \cdot T \cdot \log_{10} \left(\frac{[ADP] \cdot [Pi]}{[ATP]}\right) \] Сначала подставим известные значения: - \(G° = -30,6 \, \text{кДж/моль} = -30600 \, \text{Дж/моль}\) (умножаем на 1000 для перевода в Дж) - \(R = 8,314 \, \text{Дж/(моль \cdot К)}\) - \(T = 298 \, \text{К}\) - \([Pi] = 10 \, \text{мМ} = 0.01 \, \text{моль/л}\) Теперь можем подставить значения в уравнение: \[ 0 = -30600 + 2.3 \cdot 8.314 \cdot 298 \cdot \log_{10} \left(\frac{[ADP] \cdot 0.01}{[ATP]}\right) \] Теперь вычислим \(2.3 \cdot R \cdot T\): \[ 2.3 \cdot 8.314 \cdot 298 \approx 5738.1 \] Теперь уравнение будет иметь следующий вид: \[ 0 = -30600 + 5738.1 \cdot \log_{10} \left(\frac{[ADP] \cdot 0.01}{[ATP]}\right) \] Переносим \(-30600\) на другую сторону: \[ 30600 = 5738.1 \cdot \log_{10} \left(\frac{[ADP] \cdot 0.01}{[ATP]}\right) \] Делим обе стороны на 5738.1: \[ \log_{10} \left(\frac{[ADP] \cdot 0.01}{[ATP]}\right) = \frac{30600}{5738.1} \approx 5.33 \] Теперь можем избавиться от логарифма, возведя в степень 10: \[ \frac{[ADP] \cdot 0.01}{[ATP]} = 10^{5.33} \] Вычисляем \(10^{5.33}\): \[ 10^{5.33} \approx 214.98 \] Теперь выразим отношение \([ADP]\) к \([ATP]\): \[ \frac{[ADP]}{[ATP]} = \frac{10^{5.33}}{0.01} = 21498 \] Таким образом, отношение \([ADP]:[ATP]\) равно 21498:1. Учитывая, что требуется указать количество миллионов: \[ \frac{[ADP]}{[ATP]} \approx 21.5 \, \text{млн} \] Итак, ответ с точностью до целых: **22**.