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CINÉTIQUE ENZYMATIQUE
utilisée jusqu’à présent est une grandeur extensive, puisqu’elle dépend du nombre
de moles de la substance présent dans l’échantillon. Le potentiel chimique au
contraire est une grandeur intensive: il nous renseigne sur la façon dont l’énergie
de GIBBS varie par mole de substance ajoutée au système.
En enzymologie, nous sommes principalement intéressés par le comportement des
solutions. La thermodynamique des solutions est déterminée par la manière dont
l’énergie totale de GIBBS ou les potentiels chimiques de chaque composant dépendent de
la composition. Il est habituel de définir une solution idéale comme une solution pour
laquelle l’énergie de GIBBS de chacun des solutés dépend de sa fraction molaire :
G
n G
n RT X
ii i
i
i
=+
•
ln
[2.22]
où G i
• est l’énergie de GIBBS molaire de la substance pure et X i est sa fraction molaire.
Comme dans une solution suffisamment diluée, la fraction molaire est proportionnelle
à la concentration, l’énergie de GIBBS de chaque soluté est donnée par :
Gn Gn R T
C
C
ii i
i
i
=° +
°
ln
[2.23]
où G i ° est l’énergie de GIBBS par mole dans l’état standard, c’est-à-dire dans des
conditions définies de pression (1 atm), de température (298 K) et de concentration
(C° = 1 mole par litre). Cette dernière équation indique que l’énergie de GIBBS
d’une substance dissoute dépend non seulement du nombre de moles n, mais
également de la concentration C de la substance dissoute. L’équation [2.24],
obtenue en combinant les équations [2.20] et [2.23], montre que le potentiel
chimique dépend de la concentration :
mm ii
i
RT
C
C
=° +
°
ln
[2.24]
Dans cette équation, C i est la concentration molaire du composé i et m i ° est son
potentiel chimique dans des conditions standard (C i = 1 M).
Dans le cas de molécules portant des charges électriques Z, on utilise le potentiel électrique,
y, qui, combiné avec le potentiel chimique, donne le potentiel électrochimique, ˜
m i ,
˜˜
mm
y
ii
i
RT
C
C
ZF
=° +
°
+
ln
[2.25]
où F est la constante de FARADAY dont la valeur est : 96 480 J mol
–1 V
–1 .
2.3.7. Relation entre la constante d’équilibre
et la variation d’énergie de GIBBS
Pour une réaction chimique limitée par un équilibre, comme par exemple la
réaction d’isomérisation simple de A en P,
k 1
A
P
[2.26]
k –1
CINÉTIQUE ENZYMATIQUE
utilisée jusqu’à présent est une grandeur extensive, puisqu’elle dépend du nombre
de moles de la substance présent dans l’échantillon. Le potentiel chimique au
contraire est une grandeur intensive: il nous renseigne sur la façon dont l’énergie
de GIBBS varie par mole de substance ajoutée au système.
En enzymologie, nous sommes principalement intéressés par le comportement des
solutions. La thermodynamique des solutions est déterminée par la manière dont
l’énergie totale de GIBBS ou les potentiels chimiques de chaque composant dépendent de
la composition. Il est habituel de définir une solution idéale comme une solution pour
laquelle l’énergie de GIBBS de chacun des solutés dépend de sa fraction molaire :
G
n G
n RT X
ii i
i
i
=+
•
ln
[2.22]
où G i
• est l’énergie de GIBBS molaire de la substance pure et X i est sa fraction molaire.
Comme dans une solution suffisamment diluée, la fraction molaire est proportionnelle
à la concentration, l’énergie de GIBBS de chaque soluté est donnée par :
Gn Gn R T
C
C
ii i
i
i
=° +
°
ln
[2.23]
où G i ° est l’énergie de GIBBS par mole dans l’état standard, c’est-à-dire dans des
conditions définies de pression (1 atm), de température (298 K) et de concentration
(C° = 1 mole par litre). Cette dernière équation indique que l’énergie de GIBBS
d’une substance dissoute dépend non seulement du nombre de moles n, mais
également de la concentration C de la substance dissoute. L’équation [2.24],
obtenue en combinant les équations [2.20] et [2.23], montre que le potentiel
chimique dépend de la concentration :
mm ii
i
RT
C
C
=° +
°
ln
[2.24]
Dans cette équation, C i est la concentration molaire du composé i et m i ° est son
potentiel chimique dans des conditions standard (C i = 1 M).
Dans le cas de molécules portant des charges électriques Z, on utilise le potentiel électrique,
y, qui, combiné avec le potentiel chimique, donne le potentiel électrochimique, ˜
m i ,
˜˜
mm
y
ii
i
RT
C
C
ZF
=° +
°
+
ln
[2.25]
où F est la constante de FARADAY dont la valeur est : 96 480 J mol
–1 V
–1 .
2.3.7. Relation entre la constante d’équilibre
et la variation d’énergie de GIBBS
Pour une réaction chimique limitée par un équilibre, comme par exemple la
réaction d’isomérisation simple de A en P,
k 1
A
P
[2.26]
k –1