Il y a des réactions avec de grandes valeurs négatives Delta G. Pourquoi ces réactions sont irréversibles? Comme dans: sur 10 étapes de glycolyse, 3 sont des étapes irréversibles. J'ai besoin d'une explication pour expliquer pourquoi ils sont irréversibles.
Le terme «irréversible» signifie que la réaction inverse se produit si rarement qu'elle est considérée comme négligeable. Cela signifie que vous n'avez pas à considérer l'équilibre, comme vous devez le faire pour les réactions réversibles. Au lieu de cela, vous pouvez supposer que tous les réactifs finiront par devenir un produit.
Comme vous l'avez dit, cela est vrai pour les réactions qui ont une énergie libre de Gibbs très négative. Rappelez-vous la formulation de l'énergie libre de Gibbs en termes de constante d'équilibre:
$$ \ Delta G ^ o = -RTln (K) $$
Ceci peut être réécrit comme suit: $$ K = e ^ {- \ Delta G ^ o / RT} $$
Comme $ \ Delta G ^ o $ devient très négatif, vous pouvez voir que $ K $ devient très positif.
La constante equlibrium a deux définitions qui sont toutes deux utiles. Tout d'abord, c'est le rapport des produits aux réactifs. Par conséquent, à mesure que $ K $ devient très positif, le rapport d'équilibre des produits aux réactifs s'approche de l'infini, ce qui implique que tous les réactifs seront consommés.
Plus utile est la définition de la constante d'équilibre comme le rapport du taux de réaction directe et inverse. À partir de cette définition, nous pouvons voir que lorsque $ K $ devient très grand, le rapport des taux de réaction directe et inverse approche l'infini. Cela signifie que la vitesse de la réaction inverse devient négligeable par rapport à la vitesse de la réaction directe. C'est exactement ce que signifie être irréversible.
Notez qu'il est possible de faire (ce que je pense être) un argument plus convaincant en utilisant le concept d'énergie d'activation, en utilisant le postulat de Hammond pour décrire le caractère de l'état de transition. Si vous le souhaitez, je peux écrire ceci. Cependant, je pense que l'argument donné ci-dessus est plus facilement compris avec une formation de base en chimie.
Le fait qu'une réaction soit réversible ou irréversible, en présence ou en l'absence d'une enzyme, n'est pas lié à l'énergie d'activation. Une enzyme diminue l'énergie d'activation dans les deux sens.
Une réaction est réversible ou irréversible selon les conditions dans lesquelles cette réaction se produit. S'il y a une concentration élevée et soutenue de substrats, la plupart du flux de réaction va des substrats aux produits, et la réaction est pratiquement irréversible. La même chose se produit dans l'autre sens. Notez que le fait que les concentrations soient suffisamment élevées ou non dépend des constantes cinétiques impliquées.