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La entropía tiene precisas definiciones matemáticas y estadísticas, y se define como la tendencia natural y universal a la pérdida de orden en un sistema cerrado, o la incertidumbre en un sistema, es decir, es una variable que de algún modo cuantifica cuan homogénea o heterogéneo es un sistema. Originalmente, y de forma estricta, es un concepto de la termodinámica, por lo tanto es función de estado (presión, temperatura, volumen,cantidad de material); mejor dicho, una magnitud que mide la parte de energía que no puede utilizarse para realizar un trabajo

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Los fisicoquímicos han desarrollado una función que sirve para medir el grado de desorden (o de azar) en un sistema. A tal función se le conoce con el nombre de entropía (S). Y aunque no es posible calcular la cantidad absoluta de entropía que posee un sistema, sí es posible determinar su incremento ΔS

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Los fisicoquímicos han desarrollado una función que sirve para medir el grado de desorden (o de azar) en un sistema. A tal función se le conoce con el nombre de entropía (S). Y aunque no es posible calcular la cantidad absoluta de entropía que posee un sistema, sí es posible determinar su incremento ΔS

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La entalpía es una magnitud termodinámica, que se simboliza con la letra H, la cual es definida como el flujo de energía térmica en los procesos químicos efectuados a una presión constante cuando el único trabajo es de presión-volumen, es decir, la entalpía es la cantidad de energía que se intercambia con el entorno de un sistema.

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La Entalpia se define mediante la siguiente fórmula:

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La entalpía es una magnitud particularmente conveniente para describir sistemas biológicos y resulta ser, a una presión constante, una condición típica de la mayor parte de los procesos bioquímicos.

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La energía química presente en polisacáridos y grasas almacenados se emplea sobre todo para efectuar reacciones químicas que requieran energía, pero también se convierte en energía mecánica cuando los orgánulos se desplazan de un lugar a otro dentro de la célula; a energía química cuando se libera calos en la contracción muscular o a energía eléctrica cuando fluyen los iones a través de una membrana. Las maneras en las que se refleja la transformación de energía para efectuar un trabajo son diversas, y todas describen la Entalpía y la Primera Ley de la Termodinámica.  

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Oxidación de la Glucosa

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El cambio de entalpía de esta reacción es de -2799 kJ por mol de glucosa oxidada.
-No importa si la glucosa se quema en el aire o se metaboliza en nuestras células: por cada 180.15 g de glucosa que reacciona con el oxígeno, se desprenden 2799 kJ de energía.

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Fue un químico y médico Suizo que formuló la ley de Hess, uno de los primeros principios de la termodinámica.

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en termodinámica la ley de Hess establece que; si una serie de reactivos reaccionan para dar una serie de productos, el calor de reacción liberado o absorbido es independiente de las etapas que tenga la reacción.

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Los cambios de entalpía son aditivos: ΔHneta = ΣΔHr.

Dos reglas establecen esta

ley:

- Si la ecuación química es invertida, el signo de ΔH se invierte también.

- Si los coeficientes son multiplicados, multiplicar ΔH por el mismo factor.

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La ley de Hess se utiliza para deducir el cambio de entalpía en una reacción ΔHr, siempre que se conozcan los cambios de entalpía de la reacción global.

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Se conoce como vía metabólica a una serie de reacciones químicas conectadas que parten unas de otras.
Las vías metabólicas son interdependientes y su actividad está regulada y coordinada.

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Se parte de una o más moléculas de inicio y, con algunas moléculas intermedias, son transformadas en productos.

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Fue propuesto por el físico matemático J. Williard Gibbs, quien introdujo una magnitud, denominada Energía libre de Gibbs.
Es la parte de la entalpía de la que se puede disponer para desarrollar un trabajo útil.
Es una función libre de estado, por ende ΔG, solo depende de la naturaleza de productos, reactivos y de las condiciones bajo las cuales se determina.

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Las vías metabólicas se pueden dividir en anabólicas o catabólicas.

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Degradación enzimática,  de moléculas grandes  hasta transformarlas en moléculas simples y menores.
Se  libera energía libre,  conservada en ATP.

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Sabemos que el trabajo real producido en un proceso (G), es igual al trabajo producido por el sistema (menos el trabajo ejercido sobre el sistema (S).
Por lo tanto la expresión matemática para calcular la energía libre de Gibbs a presión constante es:
ΔG = ΔH - TΔS
Dónde:
G= Energía libre de Gibbs.

H= Variación de entalpía.

T= Temperatura absoluta.

S= Variación de entropía.

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Síntesis enzimática,  a partir de moléculas sencillas para generar moléculas grandes.
Se  requiere energía libre,  proporcionada por ATP.

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Reacciones Espontáneas y no espontáneas.

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Reacciones Espontáneas y no espontáneas.

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Las reacciones con un ΔG  negativo liberan energía, lo que significa que pueden proceder sin adición de energía (espontáneas o también llamadas reacciones exergónicas). En esta reacción  los reactivos tienen más energía libre que los productos.
En contraste, las reacciones con ΔG positivo necesitan un aporte de energía para llevarse a cabo (no son espontáneas o llamadas endergónicas) los productos tienen más energía libre que los reactivos.

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Cuando una reacción libera calor  o aumenta la entropía del sistema (ΔG negativo). Por el contrario, cuando una reacción absorbe energía o disminuye la entropía del sistema, estos factores vuelven (ΔG positivo).

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Espontaneidad de reacciones directas e inversas. 

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Espontaneidad de reacciones directas e inversas. 

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Si una reacción es endergónica en una dirección (de productos a reactivos) entonces debe ser exergónica en el sentido inverso.

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El cambio de energía libre estándar (ΔG´) de una reacción química es la cantidad de energía liberada en la conversión de reactivos a productos en condiciones estándar.
T°= 25 °C (298K)
[Reactivos y productos] = 1
Presión= 1 atm
pH = 7

El término ΔG´ es la energía libre de Gibbs estándar de formación de un compuesto, es decir, es el cambio de energía que ocurre cuando se forma 1 mol de compuesto a partir de sus elementos más estables.

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Es una magnitud que mide el número de micro estados equivalentes para un mismo macro estado de un sistema.

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Tabla de condiciones de entropia