ギブズエネルギーの（多分、かなり基本的な）問題です。

質問

生体内を310K,1気圧、pH=7であるとする。
標準状態の自由エネルギー変化をΔG'とすると、
生体内での反応において、次の関係が成り立つ。
ΔG = ΔG' + RT*ln{(product濃度)/(substrate濃度)}
平衡状態では、ΔG = 0より、
ΔG' = -RT*ln{(product濃度)/(substrate濃度)}
が成り立つ。
（上記が与えられたヒント）

問題
反応 G6P → F6P を考える。
（グルコース六リン酸→フルクトース六リン酸）

問１：平衡状態において、[F6P]/[G6P]=0.5であった。
ΔGとΔG'を求めよ。ln2=0.69を用いよ。

問２：細胞内でΔG=0.6(kcal/mol)である。すなわちこの転位反応は進行している。
このときの[F6P]/[G6P]およびΔG'を求めよ。
exp(-1.66)=0.19を用いよ。

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生物の授業で出た問題なのですが、
物理化学の授業が全く始まっていないため、全然わかりません
（ギブズエネルギー変化がマイナスだと反応は右に進むんだよね？とかぼんやりと知っている程度）。
とりあえず、問１は条件を直接代入してといて
ΔG=0、ΔG' = 1.78kJ/M = 0.43kcal/M　としたのですが（あってる・・・はず）、
問２はもうさっぱりわかりません。
どなたかお願いします。できれば、多少なり説明を加えてくれると助かります。

回答No.3

kittenandcat · ベストアンサー

たびたびすみません。よく考えずに解答してしまって。私の式の０．６を－０．６
に直していただければ答えは出ると思います。後は、単位をそろえて計算していただければ。　

えっと、詳しく書くと、自由エネルギー変化　ΔG　というのは、
自由エネルギー変化　ΔG　＝　反応後の自由エネルギー　－　反応前の自由エネルギー　
というのを表わしているんです。
反応前の自由エネルギー　が　反応後の自由エネルギー　よりもエネルギー的に高い状態にあるならば、
反応が進みますよね。
例えば、反応前の自由エネルギーを５０、反応後の自由エネルギーを２０として上の式に代入すると、
ΔG　＝　２０　－　５０　＝　－３０
で負の値になりませんか。
だから、自由エネルギー変化　ΔG　が負のとき、反応が進むということを表わしているんです。

同様に、平衡状態っていうのは、反応前の自由エネルギー　と　反応後の自由エネルギー　がエネルギー的に等しいということを示しています。
だから、自由エネルギー変化　ΔG　＝　０　になります。

このように考えていただければ、反応が進行しない時、ギブスの自由エネルギーが正である理由もわかりますよね？

お礼

なんとなくですがわかった気分になりました。
丁寧な回答をどうもありがとうございました。

回答No.4

kittenandcat

－0.6 = 0.425 + 1.987*0.001*310*ln{(product濃度)/(substrate濃度)}
です。
御手数かけてすみません

回答No.2

kittenandcat

ごめんなさい。問２ですが、単位が間違ってました。

0.6 kcal = 0.425 kcal +1.987*0.001*0.31*ln{(product濃度)/(substrate濃度)}

お礼

まずすいません、ΔG=-0.6の間違いでした。

回答は
0.425 kcal +1.987*0.001*310*ln{(product濃度)/(substrate濃度)}
・・・の書き間違いですよね？
多分、私がそもそもの問題を書き間違えてしまったので、
混乱されてしまったのだと思います。ごめんなさい
（こう書いておいて0.31が合っていたらどうしようもないですね）。

回答ありがとうございました。
よくわからないけどΔG'はエンタルピーに当たる値なのかな。
もっと勉強します。

回答No.1

kittenandcat

問１　平衡状態により、ΔG = 0である。したがって、ΔG' = -RT*ln{(product濃度)/(substrate濃度)}が成り立つから、ΔG' =-1.987*310*ln0.5 cal/mol　＝　0.425 Kcal/mol　
問２　標準状態の自由エネルギー変化であるΔG'はその反応の固有の値であるので、問１で求めたΔG'を利用して問２を解く。ΔG = ΔG' + RT*ln{(product濃度)/(substrate濃度)}より、

0.6 = 0.425 + 1.987*310*ln{(product濃度)/(substrate濃度)}
から解くことができると思います。