Cours : Énergie libre (ΔG)

La cellule obéit aux lois de la thermodynamique, soit:

  • 1) L'énergie est conservée lors de chaque transformation. (Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme.)
  • 2) Le désordre (entropie) ne peut qu'augmenter au cours d'une transformation. Les macromolécules sont ordonnées, ainsi: ORDRE -------> DÉSORDRE = Réaction spontanée ORDRE <------- DÉSORDRE = Besoin d'énergie

Pour des molécules, on utilise l'énergie libre de Gibbs, soit l'énergie disponible pour un travail. ΔG = ΔH - TΔS où ΔH: Enthalpie TΔS: Entropie

Cela correspond à ΔÉtat final - état initial. /!\ L'énergie libre diminue au cours d'une réaction.

Une formulation de ΔG incluant les concentrations de molécules dans une réaction est plus utile. Ainsi, nous obtenons: ΔGréaction = ∆G° + RT ln ([produits]/[réactifs]) où R: Constante universelle des gaz parfaits T: Température ln: Logarithme naturel Afin de faciliter les calculs, on remplace R, T, ln par 1,4log afin d'obtenir: ΔGréaction = ∆G° + 1,4 log([produits]/[réactifs]) /!\ ΔGréaction indique la direction d'une réaction et non la vitesse, obtenue, elle, grâce à ΔGact (Énergie d'activation).

Ainsi, une réaction spontanée aura un ΔGréaction < 0. /!\ Les enzymes accélèrent la réaction en diminuant l'énergie d'activation. Lorsqu'on diminue ΔGact, un plus grand nombre de molécules ont l'énergie nécessaire pour franchir la barrière.

Équilibre Lorsque la vitesse de la réaction directe est égale à la vitesse de la réaction inverse.

Or, il est important de comprendre que:

  • (1) L'énergie d'activation de la réaction inverse sera plus grande que celle de la réaction directe.
  • (2) La réaction inverse a plus de produits.

Donc, il y aura, au final, le même nombre de molécules avec suffisamment d'énergie pour la réaction inverse que pour la réaction directe. /!\ À l'équilibre, la réaction n'a pas de direction, ce qui veut dire que ΔGréaction=0. On obtient ainsi l'équation: ∆G° = -1,4 log([produits]/[réactifs]) ∆Gréaction dans la cellule dépend de 2 facteurs: I. Propriétés intrinsèques des molécules (∆G°) II. Concentrations réelles des produits et réactifs

RÉSUMÉ ∆G -> toujours négatif pour une réaction spontanée -> égal à zéro pour une réaction à l'équilibre -> ≠ vitesse, = direction

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