Thermodynamique/ enthalpie libre

[Florine29]

extrait du poly du tutorat (chapitre thermodynamique chimie): 

"Pour des réactions couplées, il suffit d’additionner les 2 membres de chaque équation, s’il y a besoin de choisir le sens des membres de l’équation (A + D = B+ C ou bien écrire B + C = A + D), il faut le faire en cherchant à obtenir un ΔG négatif, afin que la réaction soit spontanée. En effet, quand on couple deux réactions entre elles, le but est que l’une des deux fournissent l’énergie nécessaire à l’autre pour démarrer."

bonjour, je viens de lire ceci dans le polycopié du tat, il s'agit d'un passage concernant l'enthalpie libre. Je ne comprend pas vraiment comment il est possible d'obtenir un ΔG négatif en changeant le sens des membres de l'équation de réaction. En effet la formule de l'enthalpie libre étant la suivante: ΔrG = ΔrG° + RT Ln( [A] ^a.^b / [C]^c .[D] ^ d), je ne comprend pas comment on peut obtenir un ΔG négatif en additionnant uniquement des termes positifs même si j'en vois bien l'utilité...

merci d'avance à celui ou celle qui pourra m'éclairer sur ce point.

[RaphLeLoup]

Salut !

C'est ici dans le cas d'une réaction couplée, ainsi il faut prendre en compte le cumul des deux réactions individuellement. On pourra donc avoir une réaction au ΔrG positif avec à côte de ça une réaction au ΔrG négatif, tant que la valeur absolue du ΔrG négatif est supérieure à celle du ΔrG positif. Ainsi, le ΔrG de la réaction globale sera négatif et l réaction pourra donc avoir lieu spontannément. Pour faire simple, la réaction au ΔrG positif aura besoin d'une quantité d'énergie pour avoir lieu. Cette quantité d'énergie sera fournit par la réaction au ΔrG négatif, mais si la valeur absolue du ΔrG négatif est inférieure à celle du ΔrG positif, la quantité d'énergie fournit par la réaction spontanée  au ΔrG négatif ne sera pas suffisante à la réalisation de l'autre réaction inverse au ΔrG positif

Par ailleurs, si une réaction est endergonique dans un sens, elle est exergonique dans l'autre et inversement. Ainsi si une réaction à un ΔrG négatif dans un sens, la réaction dans l'autre sens a un ΔrG positif

Par exemple, la réaction ADP + P = ATP + H20 est endergonique et n'aura pas lieu spontanément, elle a un ΔrG de 30,5 kJ/mol

Cependant dans l'autre sens, la réaction ATP + H20 = ADP + P est exergonique, pourra avoir lieu spontanément puisqu'il s'agit tout simplement de l'hydrolyse d'un ATP avec un ΔrG de -30,5 kJ/mol & par ailleurs cette réaction libèrera de l'énergie

Ainsi si on couple cette réaction à une réaction endergonique comme par exemple: glu + P = glu-6-P + H2O ayant un ΔrG de +13,8 kJ/mol, on obtiendra la réaction suivante :

Glu + ATP = ADP + glu-6-P, cette réaction pourra avoir lieu puisqu'elle aura un ΔrG = -30,5 + 13,8 = -16,7kJ/mol qui est donc négatif

 

J'espère avoir compris ta question correctement et avoir pu y répondre de manière suffisament claire. N'hésite pas si tu n'as pas compris ou que j'ai répondu à côté

Cordialement

[nabaday]

Je pense que @RaphLeLoup a très bien répondu a la question, petite précision au cas où pour la formule: tu 

 ΔrG = ΔrG° + RT Ln( [A] ^a.^b / [C]^c .[D] ^ d) je ne comprend pas comment on peut obtenir un ΔG négatif en additionnant uniquement des termes positifs

Alors en effet, dans un sens tu auras tous les termes positifs mais dans l'autre sens tu auras forcément une enthalpie libre négative.

Par exemple:

- Si la réaction est endergonique dans un sens alors tu auras ΔG  positif ce qui signifie RT Ln( [A] ^a.^b / [C]^c .[D] ^ d >0 , ce qui veut dire que le rapport (produits/ réactifs)>1 (condition nécéssaire pour obtenir un ln positif). Cependant, si produits/réactifs>1 alors réactifs/produits<1. Autrement dit, si tu veux calculer l'enthalpie libre de la réaction inverse (les produits deviennent les réactifs et les réactifs deviennent les produits)  alors le terme  (produits/réactifs) sera inférieur à 1 donc le terme RT ln (produits/réactifs) devienra négatif. Ce qui explique mathématiquement que l'enthalpie libre soit positive dans un sens et négative dans l'autre.

Voilà, j'espère avoir été assez claire, hésite pas à nous dire si on est complètement à côté de la plaque, ou qu'on a mal compris ta question!

Bon courage!!

[Florine29]

merci beaucoup à vous deux pour ces réponses qui m'ont bien aidée !