Ποια είναι η σχέση μεταξύ ενός ενζύμου και σημείου ισορροπίας της αντίδρασης που καταλύει;

Ένα ένζυμο δεν αλλάζει το σημείο ισορροπίας μιας αντίδρασης καταλύει. Εδώ είναι γιατί:

* Τα ένζυμα επιταχύνουν τον ρυθμό αντίδρασης: Παρέχουν μια εναλλακτική οδό αντίδρασης με χαμηλότερη ενέργεια ενεργοποίησης, καθιστώντας την αντίδραση να προχωρήσει γρηγορότερα.

* Η ισορροπία είναι μια κατάσταση ισορροπίας: Σε ισορροπία, οι ρυθμοί των εμπρόσθιων και αντίστροφων αντιδράσεων είναι ίσοι και δεν υπάρχει καθαρή μεταβολή στις συγκεντρώσεις των αντιδραστηρίων και των προϊόντων.

* Τα ένζυμα επηρεάζουν τον ρυθμό επίτευξης ισορροπίας: Κάνουν την αντίδραση να φτάσει ταχύτερη ισορροπία, αλλά το τελικό σημείο ισορροπίας παραμένει το ίδιο.

Σκεφτείτε το έτσι: Φανταστείτε ένα λόφο με δύο κοιλάδες και στις δύο πλευρές. Η κορυφή του λόφου αντιπροσωπεύει την κατάσταση μετάβασης και οι κοιλάδες αντιπροσωπεύουν τα αντιδραστήρια και τα προϊόντα. Ένα ένζυμο είναι σαν μια σήραγγα μέσα από το λόφο. Δεν αλλάζει την ανύψωση των κοιλάδων (ισορροπία), αλλά καθιστά ευκολότερη και ταχύτερη να φτάσετε από μια κοιλάδα στην άλλη.

Βασικά σημεία:

* Η ισορροπία είναι μια θερμοδυναμική έννοια: Εξαρτάται από τις σχετικές ενέργειες των αντιδραστηρίων και των προϊόντων.

* Τα ένζυμα είναι κινητικοί καταλύτες: Επηρεάζουν τον ρυθμό αντίδρασης, όχι την ισορροπία.

Παράδειγμα:

Εξετάστε την αναστρέψιμη αντίδραση:

A + b ⇌ c + d

Ένα ένζυμο που καταλύει αυτή την αντίδραση θα επιταχύνει τόσο τις αντιδράσεις (C + D → A + B) εξίσου. Αυτό θα έχει ως αποτέλεσμα την επίτευξη ισορροπίας ταχύτερα, αλλά η αναλογία των προϊόντων προς τα αντιδραστήρια σε ισορροπία θα παραμείνει η ίδια.

Συνοπτικά, τα ένζυμα δεν αλλάζουν τη σταθερά ισορροπίας (k eq ) μιας αντίδρασης. Επηρεάζουν μόνο τον ρυθμό με τον οποίο επιτυγχάνεται η ισορροπία.