Стандартное состояние Стандартное состояние – это состояние системы при следующих условиях: рН 7, температура 25°С, концентрация растворов 1 моль, давление газов 1 атмосфера.
Компоненты термодинамики Термодинамика включает три компонента:
1. Энтальпию (Н) — тепловую энергию;
2. Энтропию (S) — степень беспорядка системы;
3. Свободную энергию (G) — количество полезной работы в системе при условиях постоянной температуры, давления и объема.
Зная параметры энтальпии и энтропии с помощью математического подсчета можно получить значение свободной энергии, которая характеризует свойства и направления биохимических реакций. Наиболее важны не абсолютные величины, а изменения энтальпии, энтропии и свободной энергии, которые обозначаются как ∆Н, ∆S, ∆G соответственно.
Энтальпия (Н) Энтальпия (тепловая энергия) – это полная энергия, содержащаяся в данном веществе. Энтальпию определяют путем сгорания органического вещества в каллориметре. Изменение тепловой энергии выражается в каллориях (кал). Одна каллория – это количество энергии, необходимой для повышения температуры 1 грамма воды от 15 до 16°С.
Энтропия (S) Энтропия (S) – это степень беспорядка системы. Чем выше степень беспорядка, тем выше энтропия. Например, лед имеет высокую степень порядка, то есть низкую степень энтропии, поскольку молекулы неподвижно распределены вдоль кристаллической решетки. В то же время вода имеет высокую степень беспорядка, т.е. высокую энтропию, т.к. молекулы воды могут свободно перемещаться. Превращение льда в воду сопровождается повышением степени энтропии.
Свободная энергия Максимальная доля полной энергии, которая может быть переведена в работу называется свободной энергией. Свободная энергия всегда меньше полной (тепловой) энергии на величину рассеивания тепла и будет вычисляться путем вычитания значения энтропии, помноженной на температуру (T . ∆S), из значений энтальпии (∆Н):
С повышением энтропии количество свободной энергии снижается. В условиях равновесия, когда энтропия максимальна, свободная энергия равна нулю.
