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 №2146126

А

Аноним

08 ноября 2024 12:14 · публичный вопрос

А

Аноним 08 ноября 2024 12:14

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 \([ADP] : [ATP]\) при равновесии (где изменение свободной энергии \(G\) равно нулю), подставим условия в уравнение и решим.

Когда \(G = 0\), у нас:

\[ 0 = G° + 2.3 \cdot R \cdot T \cdot \log_{10} \left( \frac{[ADP] \cdot [Pi]}{[ATP]} \right) \]

Теперь подставим известные значения:

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

Подставляем эти значения в уравнение:

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

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

\[ 2.3 \cdot 8.314 \cdot 298 \approx 2.3 \cdot 2477.172 \approx 5700.19576 \, \text{Дж/моль} \]

Затем у нас получается:

\[ 30600 = 5700.19576 \cdot \log_{10} \left( \frac{[ADP] \cdot 0.01}{[ATP]} \right) \]

Разделим обе стороны на \(5700.19576\):

\[ \log_{10} \left( \frac{[ADP] \cdot 0.01}{[ATP]} \right) = \frac{30600}{5700.19576} \approx 5.37 \]

Теперь возведем 10 в степень обеих частей:

\[ \frac{[ADP] \cdot 0.01}{[ATP]} = 10^{5.37} \]

Вычисляем \(10^{5.37}\):

\[ 10^{5.37} \approx 233,5 \]

Упрощаем уравнение для соотношения \([ADP]\) и \([ATP]\):

\[ [ADP] = 233,5 \cdot [ATP] / 0.01 = 23350 \cdot [ATP] \]

Таким образом, отношение \([ADP]: [ATP]\) будет:

\[ \frac{[ADP]}{[ATP]} = 23350 : 1 \]

Ответ: отношение \([ADP] : [ATP] \approx 23350\).

Так как необходимо указать только количество миллионов, мы можем записать в миллионах:

\[ \approx 23,35 \text{ миллионов} \rightarrow 2335 \text{ миллионов} (при округлении) \]

Итак, окончательный ответ: 2335.

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 \([ADP] : [ATP]\) при равновесии (где изменение свободной энергии \(G\) равно нулю), подставим условия в уравнение и решим. Когда \(G = 0\), у нас: \[ 0 = G° + 2.3 \cdot R \cdot T \cdot \log_{10} \left( \frac{[ADP] \cdot [Pi]}{[ATP]} \right) \] Теперь подставим известные значения: - \(G° = -30,6 \, \text{кДж/моль} = -30600 \, \text{Дж/моль}\) - \(R = 8,314 \, \text{Дж/(моль·К)}\) - \(T = 298 \, \text{K}\) - \([Pi] = 10 \, \text{мМ} = 0,01 \, \text{моль/л}\) Подставляем эти значения в уравнение: \[ 0 = -30600 + 2.3 \cdot 8.314 \cdot 298 \cdot \log_{10} \left( \frac{[ADP] \cdot 0.01}{[ATP]} \right) \] Теперь сначала вычислим \(2.3 \cdot R \cdot T\): \[ 2.3 \cdot 8.314 \cdot 298 \approx 2.3 \cdot 2477.172 \approx 5700.19576 \, \text{Дж/моль} \] Затем у нас получается: \[ 30600 = 5700.19576 \cdot \log_{10} \left( \frac{[ADP] \cdot 0.01}{[ATP]} \right) \] Разделим обе стороны на \(5700.19576\): \[ \log_{10} \left( \frac{[ADP] \cdot 0.01}{[ATP]} \right) = \frac{30600}{5700.19576} \approx 5.37 \] Теперь возведем 10 в степень обеих частей: \[ \frac{[ADP] \cdot 0.01}{[ATP]} = 10^{5.37} \] Вычисляем \(10^{5.37}\): \[ 10^{5.37} \approx 233,5 \] Упрощаем уравнение для соотношения \([ADP]\) и \([ATP]\): \[ [ADP] = 233,5 \cdot [ATP] / 0.01 = 23350 \cdot [ATP] \] Таким образом, отношение \([ADP]: [ATP]\) будет: \[ \frac{[ADP]}{[ATP]} = 23350 : 1 \] Ответ: отношение \([ADP] : [ATP] \approx 23350\). Так как необходимо указать только количество миллионов, мы можем записать в миллионах: \[ \approx 23,35 \text{ миллионов} \rightarrow 2335 \text{ миллионов} (при округлении) \] Итак, окончательный ответ: **2335**.