Qual a diferença entre reações endergônicas e exergônicas?
As reações químicas podem ser classificadas em endergônicas e exergônicas, de acordo com a variação da energia livre de Gibbs (ΔG) e o fluxo de energia.
Reações endergônicas:
- Absorvem energia do ambiente para ocorrer ou continuar.
- Têm uma mudança de energia livre de Gibbs positiva (ΔG > 0).
- Exemplo: reação química da fotossíntese, onde a energia luminosa é absorvida e utilizada para converter dióxido de carbono e água em açúcares e oxigênio.
Reações exergônicas:
- Liberam energia para o ambiente.
- Têm uma mudança de energia livre de Gibbs negativa (ΔG < 0).
- Exemplo: reação de sódio e cloro para produzir sal de cozinha, combustão e quimioluminescência, onde a energia é liberada na forma de luz.
Em resumo, as reações endergônicas absorvem energia e têm uma mudança de energia livre de Gibbs positiva, enquanto as reações exergônicas liberam energia e têm uma mudança de energia livre de Gibbs negativa.
| Reação | Definição | Energia | Entropia | Exemplo |
|---|---|---|---|---|
| Endergônica | Reações que absorvem energia do ambiente para ocorrer. | Absorve energia. | Diminui a entropia. | Fotosíntese, síntese de proteínas, síntese de lipídios. |
| Exergônica | Reações que liberam energia para o ambiente. | Libera energia. | Aumenta a entropia. | Respiração celular, queima de combustíveis, reação de sódio e cloro para produzir sal de cozinha. |
Como é calculada a energia livre em uma reação química?
A energia livre em uma reação química é calculada com base na variação da energia livre padrão (∆Gº') e é relacionada à quantidade de energia liberada na conversão dos reagentes em produtos, em condições padrão.
A energia livre de Gibbs (ΔG) é uma grandeza que foi determinada pelo físico, matemático e químico norte-americano Josiah Willard Gibbs no ano de 1883.
Para calcular a energia livre de Gibbs, é necessário conhecer as variações de entalpia (ΔH) e entropia (ΔS) da reação.
A energia livre de Gibbs pode ser calculada com a seguinte equação matemática: Δ G = Δ H − T Δ S ΔG=ΔH-TΔS ΔG=ΔH−TΔS Onde T é a temperatura em Kelvin.
A energia livre de Gibbs indica a espontaneidade da reação.
Se o valor de ΔG for menor que 0, a reação é espontânea; se for maior que 0, a reação não é espontânea; e se for igual a 0, o sistema está em equilíbrio.
É importante ressaltar que a energia livre de Gibbs é a energia útil de um sistema que resulta da reação química e pode ser usada para realizar trabalho útil.
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Exemplos de reações exergônicas e endergônicas?
Reações exergônicas e endergônicas são processos químicos que ocorrem nas células vivas, envolvendo a liberação ou absorção de energia, respectivamente. Aqui estão alguns exemplos de cada tipo de reação: Reações exergônicas :
- Glicólise: desdobramento da molécula de glicose em substâncias orgânicas menores e fornecimento de energia para o trabalho celular;
- β oxidação dos ácidos graxos: transformação de lipídios em acetil-CoA, para posterior direcionamento ao Ciclo de Krebs;
- Pentoses Fosfato: síntese de pentoses, carboidratos componentes dos nucleotídeos estruturais da molécula de DNA;
Reações endergônicas :
- Fotosíntese: utilização da energia solar para a síntese de moléculas, como a glicose, a partir de água e dióxido de carbono;
- Quimiossíntese: reações envolvidas na síntese de biomoléculas, como a formação de moléculas a partir de blocos de construção moleculares simples;
- Síntese de proteínas: formação de proteínas a partir de aminoácidos, utilizando energia liberada na quebra de ligações de fosfato;
As reações exergônicas liberam energia para o ambiente, enquanto as reações endergônicas absorvem energia do meio externo para ocorrer. Nas células, as reações endergônicas são frequentemente acopladas às reações exergônicas, tornando a combinação energeticamente favorável.
Como a energia livre afeta a espontaneidade de uma reação química?
A energia livre de Gibbs é uma grandeza termodinâmica que prevê com mais certeza a espontaneidade de uma reação química. Ela é calculada com base na variação de entalpia (ΔH) e entropia (ΔS) do sistema, além da temperatura (T).
A relação entre a energia livre e a espontaneidade de uma reação é given by: Δ G = Δ H − T Δ S ΔG=ΔH-TΔS ΔG=ΔH−TΔS Se o resultado da energia livre for menor que 0 (ΔG < 0), a reação é considerada espontânea.
Se for maior que 0 (ΔG > 0), a reação é considerada não espontânea.
A energia livre de Gibbs é importante para entender se uma reação química pode ocorrer espontaneamente, ou seja, sem a necessidade de energia externa para iniciar a reação.
Por exemplo, uma reação espontânea libera energia, enquanto uma reação não espontânea requer energia para ocorrer.
Em resumo, a energia livre de Gibbs afeta a espontaneidade de uma reação química, pois indica se a reação pode ocorrer espontaneamente ou se precisa de energia externa para ocorrer.
Se a energia livre for menor que 0, a reação é espontânea, e se for maior que 0, a reação não é espontânea.