Вопрос школьника
Обратима ли практически реакция гидролиза дипептида глицил-глицина при 310 К, если G = –15,08 кДж/моль?
Ответ от учителя
Для ответа на данный вопрос необходимо рассмотреть значение свободной энергии Гиббса (G) и ее связь с энергией реакции (ΔG) и константой равновесия (K).
Свободная энергия Гиббса (G) является мерой термодинамической энергии системы, которая может быть использована для выполнения работы. Она определяется как разность между энтальпией (H) и энтропией (S) системы при заданной температуре (T):
G = H — TS
Энергия реакции (ΔG) определяется как разность между свободной энергией Гиббса продуктов (Gp) и реагентов (Gr):
ΔG = Gp — Gr
Константа равновесия (K) определяется как отношение концентраций продуктов (P) и реагентов (R) в равновесном состоянии:
K = [P]/[R]
Связь между ΔG и K определяется уравнением Гиббса-Гельмгольца:
ΔG = -RTlnK
где R — универсальная газовая постоянная, T — температура в Кельвинах, ln — натуральный логарифм.
Исходя из данной информации, можно определить, обратима ли практически реакция гидролиза дипептида глицил-глицина при 310 К, если G = –15,08 кДж/моль.
Для этого необходимо вычислить энергию реакции (ΔG) и константу равновесия (K) при заданной температуре.
ΔG = -15,08 кДж/моль (дано)
T = 310 К (дано)
R = 8,314 Дж/(моль·К) (универсальная газовая постоянная)
ΔG = -RTlnK
-15,08 кДж/моль = -8,314 Дж/(моль·К) × 310 К × lnK
lnK = -15,08 кДж/моль / (-8,314 Дж/(моль·К) × 310 К) = 0,002
K = e^0,002 = 1,002
Константа равновесия (K) близка к 1, что означает, что реакция находится близко к равновесному состоянию. Однако, так как K не равна точно 1, можно сделать вывод, что реакция гидролиза дипептида глицил-глицина при 310 К обратима практически. То есть, реакция может происходить в обе стороны, но в одном направлении она протекает с некоторой скоростью.
