220 Chimie pour les étudiants en médecine ...
Exemple raisonné 13.4
Calculer le /',.G0 pour les réactions redox suivantes :
(1) NAD• + Malate - Oxaloacétate + NADH + H•
(2) Succinate + FAD - Fumarate + FADH2
Réponse
Chercher dans le tableau 13.1 les valeurs des E0 (et le nombre
d'électrons transférés) pour les demi-réactions impliquées dans
les réactions redox ci-dessus.
(1) Il s'agit de -0,17 V pour le couple malate, oxaloacétate et de
-0,32 V pour le couple NADH + H•, NAD•. Dans le sens dans
lequel la réaction est écrite, deux électrons devraient quitter
le malate pour être réceptionnés par le NAD+, de sorte que le
malate est le donneur. Le /',.E0 vaut donc -0,32 - (-0,17) =
-0,15 V.
En substituant cette valeur dans !',.G0 = -nM°F, on obtient :
/',.G0 = -2 x -0,15 x 96.500 J mol- 1
= +28.950 J mol- 1
(2) Il s'agit de +0,03 V pour le couple fu marate, succinate et de
-0,22 V pour le couple FAD, FADH2. Dans le sens dans lequel
la réaction est écrite, deux électrons devraient quitter le succinate pour être réceptionnés par le FAD, de sorte que le succinate est le donneur. Le M' vaut donc -0,22 - ( +0,03) = -0,25 V.
En substituant cette valeur dans !',.G0 = -nM°F, on obtient :
/',.G0 = -2 x -0,25 x 96.500 J mol- 1
= +48.250 J mol- 1
Les valeurs positives de !',.G' démontrent que ces réactions ne
peuvent pas se produire spontanément.
Question 13.4
Calculer le /',.G0 pour les réactions redox suivantes :
(1) Pyruvate + NADH + H• - Lactate + NAD•
(2) Cu 2 • + Fe 2 • - Fe3• + Cu+
13.8 Réactions redox et conditions non standard
Au fur et à mesure qu'une réaction redox se déroule, les concentrations
des espèces réagissantes évoluent. Le calcul des potentiels standard de
réduction doit dès lors tenir compte de la tendance à réagir progressivement en sens inverse de celui qui est créé par les deux demi-réactions.
Ceci empêche finalement les électrons de se déplacer et tente de maintenir les concentrations à leurs valeurs standard. Quoi qu'il en soit, il
est parfaitement possible de tenir compte de conditions non standard.
En pareil cas, on calcule le potentiel de réduction grâce à l'équation de
Nernst pour chacune des demi-réactions. L'é quation de Nernst s'écrit :
Exemple raisonné 13.4
Calculer le /',.G0 pour les réactions redox suivantes :
(1) NAD• + Malate - Oxaloacétate + NADH + H•
(2) Succinate + FAD - Fumarate + FADH2
Réponse
Chercher dans le tableau 13.1 les valeurs des E0 (et le nombre
d'électrons transférés) pour les demi-réactions impliquées dans
les réactions redox ci-dessus.
(1) Il s'agit de -0,17 V pour le couple malate, oxaloacétate et de
-0,32 V pour le couple NADH + H•, NAD•. Dans le sens dans
lequel la réaction est écrite, deux électrons devraient quitter
le malate pour être réceptionnés par le NAD+, de sorte que le
malate est le donneur. Le /',.E0 vaut donc -0,32 - (-0,17) =
-0,15 V.
En substituant cette valeur dans !',.G0 = -nM°F, on obtient :
/',.G0 = -2 x -0,15 x 96.500 J mol- 1
= +28.950 J mol- 1
(2) Il s'agit de +0,03 V pour le couple fu marate, succinate et de
-0,22 V pour le couple FAD, FADH2. Dans le sens dans lequel
la réaction est écrite, deux électrons devraient quitter le succinate pour être réceptionnés par le FAD, de sorte que le succinate est le donneur. Le M' vaut donc -0,22 - ( +0,03) = -0,25 V.
En substituant cette valeur dans !',.G0 = -nM°F, on obtient :
/',.G0 = -2 x -0,25 x 96.500 J mol- 1
= +48.250 J mol- 1
Les valeurs positives de !',.G' démontrent que ces réactions ne
peuvent pas se produire spontanément.
Question 13.4
Calculer le /',.G0 pour les réactions redox suivantes :
(1) Pyruvate + NADH + H• - Lactate + NAD•
(2) Cu 2 • + Fe 2 • - Fe3• + Cu+
13.8 Réactions redox et conditions non standard
Au fur et à mesure qu'une réaction redox se déroule, les concentrations
des espèces réagissantes évoluent. Le calcul des potentiels standard de
réduction doit dès lors tenir compte de la tendance à réagir progressivement en sens inverse de celui qui est créé par les deux demi-réactions.
Ceci empêche finalement les électrons de se déplacer et tente de maintenir les concentrations à leurs valeurs standard. Quoi qu'il en soit, il
est parfaitement possible de tenir compte de conditions non standard.
En pareil cas, on calcule le potentiel de réduction grâce à l'équation de
Nernst pour chacune des demi-réactions. L'é quation de Nernst s'écrit :