ENTALPÍA DOMÉSTICA – EL ORIGEN DE LA VIDA

La vida es un complejo proceso físico-químico en el que están implicadas miles de reacciones diferentes que se llevan a cabo de un modo organizado.

  1. A estas reacciones las llamamos reacciones metabólicas
  2. Y, al conjunto de ellas, metabolismo.

Algunos dirán que es magia, pero en realidad ha sido un proceso bastante lento y asquerosito, ya que para crear vida, de la nada

Y no me refiero a la reproducción (echar un kiki).

Se han originado una serie de catastróficas desdichas energéticas.

energía doméstica, la entolpía

 

Porque, amigo mío, todo se basa en eso, energía.

Es decir, las fluctuaciones energéticas serán las que dictaminen si:

  1. La reacción se produce a una velocidad significativa
  2. La reacción es capaz de producirse en ambos sentidos

 

Hablemos de Entalpía (H)

“El centro del Universo es, sin duda, un lugar maravilloso excavado en la roca, llamado Fraggle Rock.”

Pero…

El verdadero centro del Universo es, sin duda, un lugar fascinante, en el interior de las células, llamado sistema molecular.

Y es ahí, en el interior de las células, donde se producen las reacciones químicas.

A ver, las fluctuaciones de energía serán más discretas (y lentas) en sistemas sujetos a cambios de energía potencial y cinética (sistemas físicos).

 

Sistema Físico VS Sistema Químico

 

Ya te he hablado de cómo se hacen más evidentes las variaciones de energía en sistemas físicos, por ejemplo en cuanto a movimientos de masa en campos gravitatorios se refiere.

En cambio, un sistema químico, contiene chorrocientas moléculas distintas que, a su vez, contienen (en sí mismas) cierta cantidad de energía.

Representación de la Entalpía negativa durante un proceso metabólico
Los enlaces entálpicos suben la ADM (Autoridad de Dominio Molecular)

A esta energía química, la llamamos entalpía (H) de la molécula.

Cada vez que una molécula evoluciona, tranformándose en una estructura diferente (a través de una reacción química), su contenido energético cambia.

evolución Pokemon, a nivel molecular

Entalpía negativa

Es cuando se pierda calor de la molécula, y éste es liberado (elevando la temperatura exterior).

Siempre que se pierda calor de la molécula, y éste sea liberado (elevando la temperatura exterior)

Entalpía positiva

Es cuando, el calor que llega a la molécula, procede del exterior (elevando la temperatura de la molécula).

Es cuando, el calor que llega a la molécula, procede del exterior (elevando la temperatura de la molécula).

Resumiendo: Cuando se habla de entalpía positiva, se habla de vampiros energéticos, capaces de absorber la energía de otro sistema, para su uso y disfrute.

Por lo tanto (para generar una reacción química) una variación negativa, siempre será más viable que una entalpía positiva.

Pero, existe también la variación de entropía (S) que influye en todo el proceso.

 

Hablemos de Entropía (S)

A grandes rasgos, llamamos entropía, al grado de desorden de un sistema.

 

3 formas de encontrar entropía

 

1. Las moléculas vibran, giran y/o rotan

A mayor libertad de movimientos moleculares, mayor es el desorden o la entropía.

 

2. Las moléculas se ordenan o dispersan

Al hablar de un sistema bioquímico hablamos de un gran número de moléculas individuales que pueden encontrarse a lo loco (mayor entropía). Pero también adoptando un tipo de disposición ordenada (mayor entaplía), por ejemplo en las células vivas.

 

3. Las moléculas individuales aumentan o disminuyen en volumen y cantidad

Las moléculas pueden cambiar en número, tras su transformación química. Y no hay más misterios, a mayor número, mayor entropía.

Efectos del combo entropía – entalpía

Energía libre (G)

 

Medir la entropía de un sistema, es de un coñacismo inusitado, por lo que se hizo imperativo introducir el concepto de energía libre de Gibbs.

 

Para los sistemas biológicos viene de fábula, porque muchas veces es imposible medir el término de la variación entrópica de un sistema.

 

Qué es la energía libre

 

  • Es la máxima cantidad de energía (procedente de una reacción química) disponible para realizar trabajo útil.

En condiciones predominantes, los productos de la reacción tienen menos energía libre (que los reactivos).

  • Sus valores se expresan en unidades de calorías (o julios) por unidades de masa molecular.
    • (1 caloría = 4,19 julios)

El concepto de energía libre de Gibbs

 

Esta teoría, lo que viene a hacer es simplificar el asunto, unificando los dos términos en uno.

 

Para los sistemas biológicos se aplica la siguiente fórmula:

variable de Gibbs como energía libre que sustituye a la entropía
Ecuación simplificada, aplicable a procesos en los que permanecen constantes parámetros tales como temperatura y presión.

Para lograr una reacción, la fluctuación de energía libre, debe ser negativa.

La entalpía del sistema cambia, cuando un proceso (llevado a cabo a presión constante) es igual al calor absorbido por el sistema.

entropía termodinámica cómo se formula

Próximamente…

En unos sistemas se pueden producir reacciones espontáneas y en otros no.

El Primer Principio de la Termodinámica dictamina que:

“Sólo pueden ocurrir procesos en los que la energía total del Universo se conserva.”

Pero, semejante aportación, no permite explicar ¿por qué suceden unos procesos pero otros no?.

 

Para ello nos vamos a adentrar en el maravilloso mundo de

“La espontaneidad de las reacciones”

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