¿Por qué el anabolismo es endergónico pero la formación de fuerzas atractivas en una solución exotérmica?

Como mi antiguo profesor de cálculo, el Sr. Thomas Leness, diría: ¡qué asco! Estas preguntas son como una larga cuerda enredada. Espero que esta pregunta no sea literal para una evaluación de estudiantes de pregrado porque puede quemar numerosas neuronas.

En primer lugar, el alcance de su pregunta es en física. La química ha estado sola por 300 años. Me pregunto si su pregunta es parte de un laboratorio de nutrición, un laboratorio de química orgánica o un laboratorio de bioquímica. De todos modos, necesita obtener un libro de física para comprender estos conceptos que está mezclando. Consulta a Física es un libro encantador y es una preparación básica para la universidad.

En segundo lugar, el calor y la energía no son lo mismo. El calor es un tipo de energía y se puede medir. En química, tomamos el calor general de una sustancia y lo medimos con un termómetro en unidades de grados Celsius, Fahrenheit y Kelvins.

En tercer lugar, las fuerzas intermoleculares NO significan que las moléculas pequeñas se hagan más grandes. La ciencia de los materiales es un buen campo para descubrir, ya que se trata de la materia sin concentrarse tanto en las reacciones químicas individuales como lo hacemos en Química. Las moléculas simplemente se superponen y se superponen en una cantidad visible, pero el concepto de adhesión entre moléculas no es lo mismo que la síntesis de nuevas moléculas moleculares formuladas. Las fuerzas INTRAmoleculares incluyen enlaces iónicos y enlaces covalentes, exclusivamente. No mezcle las dos categorías de fuerzas, por favor. (Los enlaces más fuertes son las fuerzas intramoleculares, pero no confunda eso con la disolución de un soluto en un solvente).

En cuarto lugar, debe analizar cómo se explican de manera diversa estas fuerzas al manipular gases, líquidos y sólidos (tal vez incluso plasma).
Fifthy, podrá responder su propia pregunta después de haber usado esta fórmula varias veces tanto en ejercicios de física como en ejercicios de química:

Delta E = Q – W

Delta es la letra griega y en Química simplemente decimos que significa un cambio. Entonces diría que un cambio en “la energía del sistema” es igual a “el calor transferido al sistema” menos “el trabajo realizado por el sistema”. Si se transfiere desde el sistema, Q es negativo. Si se trabaja en el sistema W es negativo. Sin embargo, cuando aplique esta fórmula a los cálculos algebraicos para resolver Q o W, no se confunda con quién está haciendo eso “por” esto “a” aquello.

Más adelante, con el tiempo, es posible que desee especializarse en Termodinámica (Química Física) en la que algunos químicos deciden concentrarse como estudiantes universitarios. Todo comienza con la memorización de conceptos breves, como la energía cinética y potencial. Por ejemplo, la energía en los átomos también se almacena como electrones que pueden generar fotones emitidos. También hay energía estérica y vibración. Hay teorías en competencia, como cuando uno pregunta: “¿hay energía en partículas u ondas?” Esas son dos teorías que también se usan en una teoría: la teoría de la dualidad onda-partícula.

“Si no lo entiendes, memorízalo. Si lo entiendes, aplícalo”. – Celia A. Escalante

Aunque la respuesta que recibió del Usuario de Quora fue correcta, no fue simple. Déjame intentarlo.

Cada reacción química libera o consume energía. La cantidad de esa energía, y su signo (+ o -) depende de la energía libre de la suma de los enlaces en los reactivos y los productos. La vía anabólica utiliza alguna otra fuente de energía (en las células, a menudo ATP o NADH) para forzar una reacción que consume energía.

Solía ​​hacer resinas alquídicas para pinturas y recubrimientos. La reacción fue endergónica, por lo que tuvimos que cocinar los hervidores (de aproximadamente 12,000 litros) a temperaturas muy altas durante mucho tiempo. El proceso liberó vapor de agua, que eliminamos rápidamente para impulsar el equilibrio hacia la resina que queríamos.

Tienes razón sobre el calor y la energía. Debe reconocer que, a veces, agrega calor.

Estos son dos conceptos distintos que a menudo se confunden entre sí.

El anabolismo , en otras palabras, la vía anabólica, “consume (s) energía (s) para construir moléculas complicadas a partir de las más simples” (Campbell, Biología). Es endergónico porque los productos tienen un alto nivel de energía libre que los reactivos. Sin embargo, este proceso no puede asociarse totalmente con la formación de enlaces (que siempre es exotérmico), ya que también implica la ruptura de enlaces (que siempre es endotérmico), por lo que el cambio neto de energía libre es positivo. Por ejemplo, la condensación de aminoácidos para formar cadenas de polipéptidos implica la eliminación de moléculas de agua. Se forman enlaces peptídicos; y los enlaces CO entre el grupo carbonilo e hidroxilo, y los enlaces CH entre el nitrógeno del anime y un átomo de hidrógeno se rompen. El cambio neto de energía libre es positivo, lo que indica que el proceso (o reacción) es endergónico. Por lo tanto, también es incorrecto decir que la energía se almacena dentro de enlaces químicos en una molécula orgánica, ya que esto va en contra de cada concepto fundamental de termodinámica.

La fuerza de ión-dipolo “es el resultado de las interacciones eléctricas entre un ion y las cargas parciales en una molécula polar” (McMurry, Química). Esta fuerza impulsa la formación de enlaces entre los iones y las moléculas de agua en una solución: los cationes son atraídos al extremo dipolar negativo de las moléculas de agua (en los átomos de oxígeno ya que el oxígeno es más electronegativo que el hidrógeno), mientras que los aniones son atraídos al extremo dipolo positivo de Las moléculas de agua (en los átomos de hidrógeno, el hidrógeno es menos electronegativo que el oxígeno). El proceso de formación de dichos enlaces es exotérmico (la formación de enlaces es siempre exotérmica).

En conclusión, estos 2 procesos son bastante distintos y, en función de cómo funcionan, darían un cambio de energía neto diferente del proceso.

El proceso endergónico es aquel en el que la energía es absorbida por el entorno, mientras que el proceso exotérmico es aquel en el que se entrega calor a los alrededores.
En estos dos procesos, el calor y la energía están involucrados.
El calor también es diferente de la energía porque (1) El calor es la energía interna total de un sistema, mientras que la energía es la capacidad de hacer el trabajo.
(2) El calor se puede medir en calorías mientras que la energía se mide en julios.
(3) El calor es un ejemplo de energía en forma de energía térmica, mientras que la energía puede estar en varias formas o tipos.
Las reacciones anabólicas consumen energía. Son endergónicos. En una reacción anabólica, las moléculas pequeñas se unen para formar otras más grandes. Por ejemplo, las siguientes reacciones de condensación que ocurren en las células son anabólicas:
los aminoácidos se unen para formar dipéptidos:
por ejemplo, NH2CHRCOOH + NH2CHRCOOH NH2CHRCONHCHRCOOH + H2O
y el proceso continúa a medida que se forman grandes moléculas de proteínas
pequeñas moléculas de azúcar se unen para formar disacáridos:
por ejemplo, C6H12O6 + C6H12O6 C12H22O11 + H2O
y el proceso continúa a medida que se forman grandes moléculas de polisacárido
El glicerol reacciona con los ácidos grasos para formar lípidos:
por ejemplo, CH2OHCH (OH) CH2OH + C17H35COOH CH2OHCH (OH) CH2OOCC17H35
y el proceso continúa a medida que el triglicérido se produce mediante reacciones similares con los otros dos grupos hidroxilo de la molécula de glicerol
Durante la fotosíntesis, el dióxido de carbono y el agua se utilizan para producir glucosa y oxígeno:
por ejemplo, 6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2