Les équilibres chimiques
16.1
Introduction
Dans ce chapitre, nous allons continuer à étudier la réactivité chimique qui conditionne les divers processus biochimiques nécessaires à la
croissance des cellules vivantes, mais aussi à leur reproduction, leur
maintenance et leur remise en état. La plupart de ces processus sont
des réactions obéissant à un équilibre, c'est-à-dire des réactions qui
n'évoluent pas vers la disparition complète des réactifs. On examinera
ici comment l'énergie libre, 6.G, permet de calculer les valeurs des
constantes d'équilibre. Par ailleurs, la vitesse à laquelle une réaction
évolue revêt également une grande importance pour les organismes
vivants. Ladite vitesse est sous le contrôle de l'énergie d'activation de
la réaction considérée. Les êtres vivants fo nt appel à des enzymes pour
modifier les énergies d'activation des diverses réactions, de sorte qu'ainsi
16
ils sont à même de réguler les vitesses auxquelles ces réactions se
'f
déroulent.
16.2
Relation entre le t!;,, G et la constante d'équilibre
Nous avons vu dans le chapitre 15 que la valeur du 6.G nous permettait
de savoir a priori si une réaction est faisable ou non. Pour rappeler brièvement ce qui y a été dit, lorsque la valeur du 6.G est négative, la réaction peut avoir lieu. Si, par contre, le 6.G est positif, ladite réaction
n'est pas faisable. En outre, nous avons vu dans le chapitre 4 que les
réactions n'évoluent pas toutes jusqu'à l'épuisement complet des réactifs.
De nombreuses réactions atteignent un état d'équilibre dans lequel
coexistent à la fois les réactifs et les produits. Quelle est la valeur du 6.G
pour ce genre de réactions ?
En fa it, il existe une relation simple entre le 6.G et la constante
d'équilibre, Kéq :
6.G = -RT ln Kéq•
où R est une constante appelée constante universelle des gaz (qui vaut
8,314 J K- 1 ) et T est la température en kelvins. La démonstration de cette
équation dépasse le cadre de ce petit livre mais peut être retrouvée
dans les livres mentionnés dans la rubrique «Ouvrages de référence ».
Grâce à cette équation, il nous est possible d'envisager l'influence
de la valeur précise du 6.G sur la constante d'équilibre du processus
concerné.
16.1
Introduction
Dans ce chapitre, nous allons continuer à étudier la réactivité chimique qui conditionne les divers processus biochimiques nécessaires à la
croissance des cellules vivantes, mais aussi à leur reproduction, leur
maintenance et leur remise en état. La plupart de ces processus sont
des réactions obéissant à un équilibre, c'est-à-dire des réactions qui
n'évoluent pas vers la disparition complète des réactifs. On examinera
ici comment l'énergie libre, 6.G, permet de calculer les valeurs des
constantes d'équilibre. Par ailleurs, la vitesse à laquelle une réaction
évolue revêt également une grande importance pour les organismes
vivants. Ladite vitesse est sous le contrôle de l'énergie d'activation de
la réaction considérée. Les êtres vivants fo nt appel à des enzymes pour
modifier les énergies d'activation des diverses réactions, de sorte qu'ainsi
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ils sont à même de réguler les vitesses auxquelles ces réactions se
'f
déroulent.
16.2
Relation entre le t!;,, G et la constante d'équilibre
Nous avons vu dans le chapitre 15 que la valeur du 6.G nous permettait
de savoir a priori si une réaction est faisable ou non. Pour rappeler brièvement ce qui y a été dit, lorsque la valeur du 6.G est négative, la réaction peut avoir lieu. Si, par contre, le 6.G est positif, ladite réaction
n'est pas faisable. En outre, nous avons vu dans le chapitre 4 que les
réactions n'évoluent pas toutes jusqu'à l'épuisement complet des réactifs.
De nombreuses réactions atteignent un état d'équilibre dans lequel
coexistent à la fois les réactifs et les produits. Quelle est la valeur du 6.G
pour ce genre de réactions ?
En fa it, il existe une relation simple entre le 6.G et la constante
d'équilibre, Kéq :
6.G = -RT ln Kéq•
où R est une constante appelée constante universelle des gaz (qui vaut
8,314 J K- 1 ) et T est la température en kelvins. La démonstration de cette
équation dépasse le cadre de ce petit livre mais peut être retrouvée
dans les livres mentionnés dans la rubrique «Ouvrages de référence ».
Grâce à cette équation, il nous est possible d'envisager l'influence
de la valeur précise du 6.G sur la constante d'équilibre du processus
concerné.