Universidad de CaraboboFacultad de Ciencias de la Salud

Escuela de Medicina“Dr. Witremundo Torrealba" Departamento de Fisiología y Bioquímica

Tema 7

Br. Pérez José Br. Pérez EleannyBr. Pérez Ana

Abril, 2012

Objetivos Específicos

•Explicar como se cumple la primera ley de la Termodinámica en la transferencia de energía entre y dentro de los seres vivos.

•Aplicar el concepto de energía libre para establecer la espontaneidad y reversibilidad de los procesos bioquímicos.

Contenido

• Enunciado de la Primera Ley de Termodinámica. Conservación de la energía.

• Enunciados de la Segunda Ley de Termodinámica. Nociones del concepto de Entropía.

• Criterios de espontaneidad y reversibilidad para una reacción química. Concepto de energía libre. Energía libre Estándar.

UNA CELULA VIVAES UNA

ESTRUTURA DINÁMICA

http://www.google.co.ve/search?q=CELULA

BIOENERGÉTICA

http://www.google.co.ve/search?q=DEFINICION DE BIOENRGETUC

ATPCOMPUESTO POR:

•LAS BASES NITROGENADAS

•EL AZUCAR PENTOSA

•TRES RADICALES DE FOSFATO

Guyton y Hall. Tratado de la FISIOLOGÍA MÉDICA. Decimosegunda Edición

TERMODINÁMICATherme (Calor) – Dynamis (Energía)

FORMA ELEGANTE DE RELACIONAR LAS DIVERSAS FORMAS DE ENERGÍA Y EL MODO EN QUE ÉSTA AFECTA LA MATERIA.

VOET VOET. Bioquímica. 3ra Edición. Editorial Panamericana

1ra LEY DE TERMODINÁMICA-LEY DE LA CONSERVACIÓN DE ENERGÍA -LA ENERGÍA DEL UNIVERSO ES CONSTANTE

http://www.google.co.ve/search?q=PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA

EJEMPLO:

EJEMPLO:LA RAZON ESTÁ AL PRINSIPIO DE LA TERMODINÁMICA QUE INDICA QUE EL CALOR PUEDE SER ÚTIL PARA REALIZAR TRABAJO SOLO SI EXISTE UNA DIFERENCIA DE TEMPERATURA ENTRE EL SISTEMA Y EL AMBIENTE, Y NOSOSTROS SOMOS ISOTERMICOS INTERNAMENTE.

http://www.google.co.ve/search?q=PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA

FORMA MATEMÁTICAE1-E2= E=Q-W

DONDE:

Q: CALOR ABSORBIDO POR EL SISTEMAW: ES EL TRABAJO REALIZADO POR EL SISTEMA

http://www.google.co.ve/search?q=PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA

FORMA MATEMÁTICA E VIENE DADA POR LA DIFERENCIA ENTRE CALOR ABSORBIDO Y TRABAJO.

http://www.google.co.ve/search?q=PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA

SEGUIMOS CON EL VIAJE A LA PLAYA!!!!

¿PERO SI OCURRIECE TAMBIÉN CUMPLIRÍA CON LA PRIME LEY DE TERMODINÁMICA?

IMPORTANCIA BIOMEDICA

IMPORTANCIA BIOMEDICAMUERTE POR INANICIÓN, SE AGOTAN LAS RECERVAS DE ENERGÍA.

Bioquímica de Harper. 15ª Edición.

IMPORTANCIA BIOMEDICAMUERTE POR OBOSIDAD ALMACENAMIENTO ELEVADO DE ENERGÍA

Bioquímica de Harper. 15ª Edición

ENTALPIAENTHALPEIN (GRIEGO) CALENAR

SU EXPRESIÓN MATEMÁTICA

H= U+PVV: VOLUMEN DEL SISTEMAP: ES SU PRESIÓN

VOET VOET. Bioquímica. 3ra Edición. Editorial Panamericana

Diferencia entre reacciones:

http://www.hiru.com/quimica/termoquimica-primer-principio-energia-interna-entalpia-y-ley-de-hess/-/journal_content/56/10137/4141748

Reacción exotérmica: la entalpía de los productos es menor que la de los reactivos.Reacción endotérmica: la entalpía de los productos es mayor que la de los reactivos,.

Entropía:

http://www.profesorenlinea.cl/Ciencias/entropia.htm

Es una expresión cuantitativa de la aleatoriedad o desorden de un sistema cuando los productos de una reacción son menos complejos y mas desordenados que los reactivos se dice que la reacción transcurre con ganancia de entropía.

Se preguntaran.

http://www.taringa.net/posts/noticias/12375787/Urrizaga-logro-cobrar-los-_400-mil-de-GH.html

http://www.atomosybits.com/tag/entropia/

Entropía:

Segunda ley de termodinámica.

http://teoria-de-la-relatividad.blogspot.com/2009/03/28e-los-agujeros-negros-v.html

Se expresa de diversas formas:

El universo tiende siempre a un aumento del desorden.

Si un proceso se produce espontáneamente la entropía total de un sistema debe aumentar.

Todos los procesos tienden a discurrir hacia el proceso de mayor entropía.

Segunda ley de termodinámica.

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Triple_expansion_engine_animation.gif

Debido a esta ley también se tiene que el flujo espontáneo de calor siempre es unidireccional, desde los cuerpos de mayor temperatura hacia los de menor temperatura, hasta lograr un equilibrio térmico. La aplicación más conocida es la de las máquinas térmicas, que obtienen trabajo mecánico mediante aporte de calor de una fuente o foco caliente, para ceder parte de este calor a la fuente o foco o sumidero frío.

Espontaneidad.

La evolución en el tiempo de un sistema en el cual se libera energía libre, usualmente en forma de calor, hasta alcanzar un estado energético más estable.

http://www.fq.uh.cu/dpto/qf/uclv/infoLab/infoquim/complementos/equilibrio/image004.jpg

Criterios de Espontaneidad y Reversibilidad para una reacción

química

¿Cuál es la dirección favorecida de un proceso?

http://actividadesparadocentes.blogspot.com/2011/10/experimentos-para-realizar-en-el-aula.html

Agua Muy enfriada

http://mediateca.educa.madrid.org/imagen/ver.php?

id_imagen=22kpw83rykrnjexu

Temperatura ambiente

Irreversibilidad en las condiciones establecidas

no - Invertir proceso

Un proceso irreversibleSe denomina frecuentemente proceso espontáneo, aunque es preferible usar el término de favorable. La palabra espontáneo tiende a implicar, tal vez erróneamente, que el proceso es rápido. La termodinámica no tiene nada que decir sobre la rapidez de los procesos, pero si puede indicar la dirección favorecida.

Criterios de reversibilidad para una

Reacción Química

Se indican

Reaccionante Producto

Proceso reversible: es aquel proceso que es espontáneo tanto en sentido directo como en sentido inverso

Espontáneo para T>0°C

Espontáneo para T<0 °C

http://rockomentarios.blogspot.com

• En un proceso metabólico permiten su fácil inversión.

• Grandes variaciones de flujo que se ocasionan con pequeños cambios en las concentraciones de sustrato o productos.

• Rutas metabólicas. Glucosa Piruvato

Energía Libre

Expresa la cantidad de energía capaz de realizar un trabajo durante

una reacción a temperatura y presión constantes. Exergónica –

Endergónica.

• Si ΔG es Negativo.

• Si ΔG es de Gran Magnitud.

• Si ΔG es Positivo.

• Si ΔG es Cero.

http://actividadesparadocentes.blogspot.com/2011/10/experimentos-para-realizar-en-el-aula.html

La reacción avanza casi hasta

completarse. irreversible

El sistema es estable, con poco o ninguna

tendencia a que ocurra una reacción

Energía libre estándar

• Es la variación de energía libre que acompaña a la formación de 1 mol (o 1 masa fórmula – gramo) . Forma más estables de la sustancia actuantes a 25°C y 1 atm.

Forma matemática alternativa de expresar su constante de equilibrio

Si la Keq de una

reacción es …

ΔG´o Dirección

mayor 1,0 Negativa Transcurre hacia

delante

1,0 Cero Se encuentra

en equilibrio

Menor 1,0 Positiva Transcurre en sentido

inverso

ΔG´ 0 es la diferencia entre el contenido de energía libre de los productos y el contenido

de energía libre de los reactivos en condiciones estándar

ΔG´o Dirección

Negativa Los productos contienen menos

energía libre que los reactivos

Positiva Todo lo contrario

Reglas de la energía libre

Negativo Favorecido termodinámicamente

Cero Reversible; en equilibrio

Positivo Desfavorecido termodinámicamente

Si ΔG es ….. El proceso es…

•El postulado de la primera ley de la termodinámica es una afirmación matemática denominada “Conservación de Energía” es decir: la energía del universo no se crea ni se destruye se transforma. •Los cambios de Energía viene dado por la diferencia del calor absorbido y el trabajo realizado por un sistema. Un sistema puede ganar o perder energía pero la energía del universo permanecerá constante.

RESUMEN

• Las células vivas realizan trabajo constantemente. Necesitan energía para mantener sus estructuras altamente organizadas, sintetizar los componentes celulares, generar corrientes eléctricas, y para muchos otros procesos.

• La variación de energía libre estándar transformada, es una constantes física característica de una reacción dada que puede calcularse a partir de la constante de equilibrio para la reacción.

Bibliografía

• http://www.rlabato.com/isp/qui/qui_fis_2011-001.pdf

• http://galeon.hispavista.com/melaniocoronado/EQUILIBRIO.pdf

• Lehninger. Principios de bioquímica Cuarta Edición.

• Harold A .Harper .Manual de química Fisiológica Sexta Edición.

• Biochemistry (3rd Edition) by Christopher K. Mathews Kensal E. van Holde Kevin G. Ahern

GRACIAS