hoorcollege 5
entropie= hoeveelheid disorder in een systeem (joules per kelvin J/K)
Omdat elke echte biochemische omzetting de totale entropie
van het universum moet verhogen, en warmte-afgifte is de
makkelijkste manier om dat te doen.
Catabolisme = afbraak, hierbij komt warmte en energie vrij.
● substraat (dit wordt afgebroken; glucose)= energiebron
● NAD⁺/FAD =Elektronen opnemen
● enzymen= Reacties mogelijk maken doordat ze katalyseren
(E act lager, waardoor veel sneller en niet alles weggaat in
warmte)
● ADP + Pi= verkregen energie vastleggen en opslaan
● O₂ (of ander acceptor)= NAD⁺ en FAD ( zonder dit NADH stapelt op
catabolisme stopt
Anabolisme = opbouw, energie die vrij is gekomen wordt gebruikt om
nieuwe dingen mij te maken
● ATP (zet slechte functionele groepen om in goede leaving
groups) NADPH (reductiekracht: doneert elektronen)
● Bouwstenen (kleine moleculen waaruit grotere worden opgebouwd.)
● enzymen
metabolic fuel is een stof die
een cel kan afbreken
(oxideren) om energie te
winnen. (bruikbaar)
Energetic content is de
hoeveelheid chemische
energie die in een molecuul opgeslagen zit.
1. (oxidatie) fuel afgebroken= CO2 vrij en de energie die vrijkomt
wordt niet meteen ATP, maar opgeslagen als elektronen, deze
elektronen gaan naar (laden batterij):
NAD⁺ → NADH en FAD → FADH₂
2. Oxidatieve fosforylering (meeste ATP),
NADH en FADH₂ geven elektronen af. Zonder O₂ kunnen de
elektronen kunnen nergens heen en zou NADH opstapelen
Niet alle energie van de reactie wordt omgezet in ATP of werk
Een deel gaat altijd verloren als warmte ΔG = maximum hoeveelheid
energie die voor nuttig werk beschikbaar is (kJ/mol)
bij negatief is het een gunstige reactie (verloopt
spontaan)
, ΔG°′ = de standaard Gibbs vrije-energieverandering van een chemische
(biochemische) reactie, gemeten onder biologische standaardcondities.
Die standaardcondities zijn:
● T = 298 K (25 °C)
● pH = 7 (daarom de ′)
● 1 atm druk
● Oplossingen in water, verdund
● R= ideale gasconstante: 8,314 J mol−1/K
● K′ₑq= evenwicht constante: [B]/[A] (hoeveel B als je het systeem met rust laat)
● als K′ₑq> 1 dan ΔG°′ < 0, - betekent veel product ev naar rechts
voorbeeld:
(ziet in tabel dat ATP heel veel energie bevat)
K’eq = 3 x 10^2
dus:
ΔG°′= -8,3x298 x ln x 3 x 10^2= -14.1 kj/mol
deze reactie verloopt dus spontaan
Eerste wet van thermodynamica: Totale energie blijft behouden; alleen de vorm verandert.
● Verschil in energieverdeling, niet in energiebehoud. tennis (stuiter) en golfbal (geen stuiter),
tennis behoud warmte zelf, golf geeft het aan de omgeving. energie die gebruikt wordt is
evenredig aan de warmteoverdracht
tweede regel van thermodynamica: de totale entropie neemt toe :ook al neemt lokaal de entropie af
(verlaat de cel, maar dan komt het evenredig in de omgeving) ΔE = -h.
De entropietoename van de omgeving is recht evenredig met de afgegeven warmte (ΔH) en
omgekeerd evenredig met de temperatuur (T).
Een caloriemeter (calorimeter) meet hoeveel warmte vrijkomt of wordt opgenomen bij een
proces. Een calorimeter: vangt die warmte op, meet de temperatuurverandering en rekent terug
hoeveel energie (J of cal) is vrijgekomen
● ΔS_surroundings (J/K): Verandering in entropie van de omgeving
● ΔH_system (J): Warmte (enthalpie) die het systeem afgeeft of
opneemt
● T (K): Absolute temperatuur in kelvin
The total entropy change:
entropie= hoeveelheid disorder in een systeem (joules per kelvin J/K)
Omdat elke echte biochemische omzetting de totale entropie
van het universum moet verhogen, en warmte-afgifte is de
makkelijkste manier om dat te doen.
Catabolisme = afbraak, hierbij komt warmte en energie vrij.
● substraat (dit wordt afgebroken; glucose)= energiebron
● NAD⁺/FAD =Elektronen opnemen
● enzymen= Reacties mogelijk maken doordat ze katalyseren
(E act lager, waardoor veel sneller en niet alles weggaat in
warmte)
● ADP + Pi= verkregen energie vastleggen en opslaan
● O₂ (of ander acceptor)= NAD⁺ en FAD ( zonder dit NADH stapelt op
catabolisme stopt
Anabolisme = opbouw, energie die vrij is gekomen wordt gebruikt om
nieuwe dingen mij te maken
● ATP (zet slechte functionele groepen om in goede leaving
groups) NADPH (reductiekracht: doneert elektronen)
● Bouwstenen (kleine moleculen waaruit grotere worden opgebouwd.)
● enzymen
metabolic fuel is een stof die
een cel kan afbreken
(oxideren) om energie te
winnen. (bruikbaar)
Energetic content is de
hoeveelheid chemische
energie die in een molecuul opgeslagen zit.
1. (oxidatie) fuel afgebroken= CO2 vrij en de energie die vrijkomt
wordt niet meteen ATP, maar opgeslagen als elektronen, deze
elektronen gaan naar (laden batterij):
NAD⁺ → NADH en FAD → FADH₂
2. Oxidatieve fosforylering (meeste ATP),
NADH en FADH₂ geven elektronen af. Zonder O₂ kunnen de
elektronen kunnen nergens heen en zou NADH opstapelen
Niet alle energie van de reactie wordt omgezet in ATP of werk
Een deel gaat altijd verloren als warmte ΔG = maximum hoeveelheid
energie die voor nuttig werk beschikbaar is (kJ/mol)
bij negatief is het een gunstige reactie (verloopt
spontaan)
, ΔG°′ = de standaard Gibbs vrije-energieverandering van een chemische
(biochemische) reactie, gemeten onder biologische standaardcondities.
Die standaardcondities zijn:
● T = 298 K (25 °C)
● pH = 7 (daarom de ′)
● 1 atm druk
● Oplossingen in water, verdund
● R= ideale gasconstante: 8,314 J mol−1/K
● K′ₑq= evenwicht constante: [B]/[A] (hoeveel B als je het systeem met rust laat)
● als K′ₑq> 1 dan ΔG°′ < 0, - betekent veel product ev naar rechts
voorbeeld:
(ziet in tabel dat ATP heel veel energie bevat)
K’eq = 3 x 10^2
dus:
ΔG°′= -8,3x298 x ln x 3 x 10^2= -14.1 kj/mol
deze reactie verloopt dus spontaan
Eerste wet van thermodynamica: Totale energie blijft behouden; alleen de vorm verandert.
● Verschil in energieverdeling, niet in energiebehoud. tennis (stuiter) en golfbal (geen stuiter),
tennis behoud warmte zelf, golf geeft het aan de omgeving. energie die gebruikt wordt is
evenredig aan de warmteoverdracht
tweede regel van thermodynamica: de totale entropie neemt toe :ook al neemt lokaal de entropie af
(verlaat de cel, maar dan komt het evenredig in de omgeving) ΔE = -h.
De entropietoename van de omgeving is recht evenredig met de afgegeven warmte (ΔH) en
omgekeerd evenredig met de temperatuur (T).
Een caloriemeter (calorimeter) meet hoeveel warmte vrijkomt of wordt opgenomen bij een
proces. Een calorimeter: vangt die warmte op, meet de temperatuurverandering en rekent terug
hoeveel energie (J of cal) is vrijgekomen
● ΔS_surroundings (J/K): Verandering in entropie van de omgeving
● ΔH_system (J): Warmte (enthalpie) die het systeem afgeeft of
opneemt
● T (K): Absolute temperatuur in kelvin
The total entropy change:
