La pregunta es realmente sobre la racionalización de la energía estándar libre de hidrólisis de ATP. ¿Por qué la energía libre de los reactivos es mucho más alta que la de los productos?
A continuación se muestra una figura de “Lehninger’s Principles of Biochemistry”, de Nelson y Cox.
Voy a parafrasear el título:
- La hidrólisis alivia la repulsión de carga entre los fosfatos terminales.
- El producto, el fosfato inorgánico, se estabiliza mejor por resonancia de lo que era cuando se unía a otro fosfato.
- El fosfato terminal de ADP se convierte de parte de un anhídrido a un ácido por hidrólisis. La ionización del ácido es altamente favorable a pH 7, tirando del equilibrio hacia la derecha.
- Los productos están mejor estabilizados por la solvatación que el ATP (no se muestra).
Entonces, ¿dónde va la energía libre? Recuerda que el cambio de energía libre depende tanto de la entalpía como de la entropía.
¿En qué parte del cuerpo humano se produce el ciclo ATP-ADP?
¿Cuánto ATP tenemos en nuestro cuerpo?
Como la unidad de energía es joules, ¿por qué la energía del cuerpo humano se llama ATP?
¿Por qué la nicotinamida adenina difosfato de hidrógeno tiene 3 moléculas de ATP?
[matemáticas] \ Delta G = \ Delta H – T \ Delta S [/ math]
Para la hidrólisis de ATP, ambos términos son importantes y favorables (entalpía negativa y cambio de entropía positiva); la importancia relativa de cada uno depende de las condiciones de pH, fuerza iónica y concentración de iones de magnesio.
No es fácil racionalizar los cambios de entalpia y entropía para las reacciones en el agua porque el disolvente juega un papel tan importante en la determinación de cada uno.
Si buscas algo de intuición para el cambio de energía libre, supongo que mucho de electrones pasan de un estado de energía más alto a uno más bajo. El alivio de la repulsión de carga y la estabilización de resonancia es parte de eso. Parte de esta energía se convierte en energía cinética, que finalmente se manifiesta como calor debido al aumento de la temperatura.
El hecho de que dos productos se formen a partir de uno probablemente aumente el desorden del sistema, contribuyendo al cambio positivo de entropía.
Muchas de las “explicaciones” para la termodinámica de las reacciones en el agua son conjeturas educadas.
