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Thermochimie et enzymes

Posté par
JonSnow
02-10-21 à 18:22

Bonjour, dans le cadre d'un cours de cinétique enzymatique, nous avons étudié des notions de thermochimie, et lors d'un exercice d'entrainement j'ai un doute sur une question type QCM voici l'énoncé :

La transformation d'un substrat S en produit P est réalisée sans enzyme (A) ou avec enzyme (B) :

- l'enthalpie libre nécessaire pour la réaction A est plus grande que pour la réaction B

- l'enthalpie libre nécessaire pour la réaction A est égale à celle pour la réaction B

- l'enthalpie libre nécessaire pour la réaction A est plus petite que pour la réaction B

Je sais qu'un catalyseur n'affecte pas l'enthalpie libre d'une réaction chimique, mais j'ai l'impression qu'ici "l'enthalpie libre nécessaire" est assimilé non pas à l'enthalpie libre libéré lors de la réaction mais à l'énergie d'activation, du coup je pense que la bonne réponse est la première proposition, mais ça voudrait donc dire que dans le cadre d'une réaction chimique enzymatique il y a une "énergie d'activation" à fournir que l'on peut aussi appeler "enthalpie libre nécessaire" mais qui est différente de l'enthalpie libre qui est éventuellement libérée si la réaction est exothermique ?

Merci d'avance pour vos réponses.

Posté par
vanoise
re : Thermochimie et enzymes 02-10-21 à 19:02

Bonsoir
Tu as parfaitement cerné l'ambiguïté de ce type de QCM qui utilise  un vocabulaire approximatif , situation malheureusement fréquente en biochimie et biologie . Je suis d'accord avec ce que tu as écrit mais concernant la réponse attendue, il faudrait connaître les habitudes de langages (pas nécessairement rigoureuses...) de celui qui a posé le QCM... Ce qui est certain : à quantités égales de S, la variation d'enthalpie libre est la même, qu'il y ait des enzymes ou non. La réponse devrait donc être la n° 2. Est-ce ce qu'attend ton professeur ? Je n'en sais rien !
Sinon :  erreur assez courante en biochimie et biologie : le caractère exo ou endothermique d'une réaction dépend du signe de la variation d'enthalpie, pas du signe de la variation d'enthalpie libre, même si, en solution aqueuse, ces deux grandeurs sont très proches.

Posté par
JonSnow
re : Thermochimie et enzymes 02-10-21 à 19:35

Bonsoir, merci de votre réponse, j'ai compris vos explication

c'est vrai que la question est imprécise (ou alors je comprends mal) Si j'ai bien compris l'enthalpie libre est soit à fournir soit libérée dans le cadre d'une réaction chimique, et l'énergie d'activation est toujours à fournir effectivement si on parle de l'enthalpie libre en lien avec la réaction (libérée ou apportée) alors la deuxième est la réponse correcte puisque le catalyseur n'affecte pas l'enthalpie libre

Le tout est de savoir si l'énergie d'activation est une enthalpie car si c'est le cas je pense que la première peut être juste, surtout que la phrase mentionne enthalpie libre "nécessaire"  je comprends nécessaire au sens obligatoire, comme l'énergie obligatoire à apporté, je l'assimile donc à l'énergie d'activation et non pas à l'enthalpie de la réaction, qui, si elle est libérée n'est donc pas nécessaire à la réaction

Pensez vous que ce raisonnement est cohérent ? et est-ce qu'une énergie d'activation est selon vous synonyme d'enthalpie libre ?

Je me permet d'ajouter une images de mon cours pour illustrer mon propos

Merci d'avance pour vos précisions

Thermochimie et enzymes

Posté par
vanoise
re : Thermochimie et enzymes 02-10-21 à 20:02

Pour une réaction donnée :
rG=rH - T.rS
L'IUPAC, organisme chargé d'harmoniser les notations à l'échelle internationnale, recommande l'indice "r" pour désigner une grandeur de réaction, c'est à dire une variation de fonction d'état calculée pour une mole de réactif mais, encore une fois, les biochimistes et les biologistes se moquent un peu de ces consignes qui pourtant conduisent à plus de rigueur...
Bref : on vois bien qu'une variation d'enthalpie n'est pas égale à une variation d'enthalpie libre. Cependant, les variations d'entropie sont toujours très faible dans le domaine de la biologie, d'où la tentation de confondre pour simplifier, enthalpie de réaction et enthalpie libre de réaction.
Le document que tu fournis raisonne en enthalpie libre et il a raison. En effet, une variation d'enthalpie libre négative conduit à une constante d'équilibre de réaction grande devant "1" donc à une réaction quasi totale. Une réaction exergonique peut donc être considérée comme quasi totale alors qu'une réaction endergonique possède une constante d'équilibre très petite devant "1" et ne se produit pratiquement pas.
En revanche, ce document contient une erreur :  l'énergie libérée ou à fournir est la variation d'enthalpie, pas celle d'enthalpie libre, même si l'écart entre ces deux grandeurs est faible.
Sinon ton raisonnement est cohérent mais face à un QCM qui utilise un vocabulaire imprécis : que dire ? Sans doute ne pas extrapoler le texte et considérer que la variation d'enthalpie de réaction ne dépend pas de la présence ou non de catalyseur.



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