A presença de uma enzima aumenta em aproximadamente
vezes a velocidade de uma reação bioquímica à temperatura do corpo. O que pode dizer sobre a energia de ativação dessa reação na presença e na ausência da enzima?
Passo 1
Então, a gente tem uma reação bioquímica que, quando uma enzima está presente, fica a um milhão de vezes mais rápida à temperatura do corpo. Vamos trabalhar com o conteúdo de cinética química, especialmente sobre energia de ativação e catalisadores. Para resolver isso, vamos precisar entender como a energia de ativação afeta a velocidade das reações e como as enzimas influenciam essa energia.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre energia de ativação. É a energia mínima que as moléculas precisam ter para que a reação aconteça. Se a energia das moléculas não for suficiente, a reação não ocorre.
Passo 3
Agora, quando uma reação acontece sem enzima, ela tem uma certa energia de ativação, que podemos chamar de $ E_a $. Essa energia determina quão rápido a reação vai ocorrer.
Passo 4
As enzimas são como facilitadores para as reações químicas. Elas ajudam a reação a acontecer mais rápido sem serem consumidas no processo. Como fazem isso? Elas diminuem a energia de ativação necessária para a reação.
Passo 5
No nosso caso, a presença da enzima aumenta a velocidade da reação em $ 10^{6} $ vezes. Isso significa que a energia de ativação com a enzima é bem menor do que sem ela.
Passo 6
Matematicamente, a relação entre a velocidade da reação e a energia de ativação é dada pela equação de Arrhenius:
Onde:
- $ k $ é a constante de velocidade,
- $ A $ é o fator pré-exponencial,
- $ E_a $ é a energia de ativação,
- $ R $ é a constante dos gases,
- $ T $ é a temperatura.
Passo 7
Para a reação com a enzima, a constante de velocidade $ k_{enzima} $ é $ 10^{6} $ vezes maior que sem a enzima $ k_{sem enzima} $. Isso implica que:
Passo 8
Para que isso seja verdade, a energia de ativação $ E_{a,enzima} $ deve ser menor que $ E_{a,sem enzima} $. Ou seja, a enzima diminui a energia de ativação da reação.
Resposta
Na presença da enzima, a energia de ativação da reação é significativamente menor do que na ausência da enzima, permitindo que a reação ocorra
vezes mais rapidamente.