第十二章生物氧化 第一节 生物能学的几个概念 化学反应中的自由能变化及其意义 1、化学反应中的自由能 自由能:在一个体系中,能够用来做有用功的那一部分能量称自由能,用符号G表示。 在恒温、恒压下进行的化学反应,其产生有用功的能力可以用反应前后自由能的变化来衡量。 自由能的变化:△G=G两一G物=△H-T△S △G代表体系的自由能变化,△H代表体系的焓变化,T代表体系的绝对温度,△S代表体系的熵变化 焓与熵都是体系的状态函数。 焓代表体系的内能与压力P*体积V之和:H=U+P*VdH=dU+P*dV+VdP 熵代表体系中能量的分散程度,也就是体系的无序程度:△S=dQ/T,△S=△S体尉△S, 只有△S≥0,过程才能自发进行。 2、△G是判断个过程能否自发进行的根据 △G<0,反应能自发进行,能做有用功。 △G>0,反应不能自发进行,必须供给能量。 △G=0,反应处于平衡状态 个放热反应(或吸热反应)的总热量的变化(△H,不能作为此反应能否自发进行的判据,只有自由能 的变化才是唯一准确的指标。 △G∞0仅是反应能自发进行的必要条件,有的反应还需催化剂才能进行,催化剂(酶)只能催化自由能 变化为负值的反应,如果一个反应的自由能变化为正值,酶也无能为力。 当△G为正值时,反应体系为吸能反应,此时只有与放能反应相偶联,反应才能进行。 二、标准自由能变化及其与化学反应平衡常数的关系 aA+bB→cC+dD 标准自由内能变化:在规定的标准条件下的自由能变化,用△G°表示。 标准条件:25℃,参加反应的物质的浓度都是1mol/L(气体则是1大气压)。若同时定义pH=70,则 标准自由能变化用△G°′表示。 对于一个溶液中的化学反应 aa bB c t dI △G=△G+ RT n ICf[DI [[B第十二章 生物氧化 第一节 生物能学的几个概念 一、 化学反应中的自由能变化及其意义 1、 化学反应中的自由能 自由能：在一个体系中，能够用来做有用功的那一部分能量称自由能，用符号G表示。 在恒温、恒压下进行的化学反应，其产生有用功的能力可以用反应前后自由能的变化来衡量。 自由能的变化：△G =G 产物 — G 反应物 = △H _ T△S △G 代表体系的自由能变化，△H代表体系的焓变化，T代表体系的绝对温度，△S代表体系的熵变化。 焓与熵都是体系的状态函数。 焓代表体系的内能与压力P*体积V之和：H = U + P*V dH = dU + P*dV + V*dP 熵代表体系中能量的分散程度，也就是体系的无序程度：△S = dQ／T ，△S = △S 体系+△S 环境 ， 只有△S≥0，过程才能自发进行。 2、 △G是判断一个过程能否自发进行的根据 △G<0，反应能自发进行，能做有用功。 △G>0，反应不能自发进行，必须供给能量。 △G=0，反应处于平衡状态。 一个放热反应(或吸热反应)的总热量的变化（△H），不能作为此反应能否自发进行的判据，只有自由能 的变化才是唯一准确的指标。 △G<0 仅是反应能自发进行的必要条件，有的反应还需催化剂才能进行，催化剂（酶）只能催化自由能 变化为负值的反应，如果一个反应的自由能变化为正值，酶也无能为力。 当△G 为正值时，反应体系为吸能反应，此时只有与放能反应相偶联，反应才能进行。 二、 标准自由能变化及其与化学反应平衡常数的关系 aA+bB → cC+dD 标准自由内能变化：在规定的标准条件下的自由能变化，用△G°表示。 标准条件：25℃，参加反应的物质的浓度都是 1mol∕L（气体则是1 大气压）。若同时定义 pH =7.0，则 标准自由能变化用△G°′表示。 对于一个溶液中的化学反应： aA bB → cC + dD a b c d A B C D G RT [ ] [ ] [ ] [ ] G ln /  =   +