結構生物化學/酶/吉布斯自由能圖
外觀
吉布斯自由能圖顯示了反應是否自發 - 是否是放能或吸能。ΔG是自由能的變化。通常,所有反應都希望達到更低的能量狀態,因此負變化是有利的。負ΔG表示反應是放能且自發的。
請注意,ΔG 沒有揭示反應的速度。例如,鑽石應該在室溫下處於液態,但這種反應的速度非常慢,以至於這種變化似乎沒有發生。同樣,肽鍵也不會自發地發生水解,即使這種反應是高度放能的。正ΔG表示反應是吸能的,或者從反應物到產物需要能量。自由能圖可用於透過評估ΔG來確定反應是否會自發。可以透過從產物的自由能中減去反應物的自由能來找到ΔG。
ΔG = G產物 - G反應物
因此,如果反應從更高的自由能到更低的自由能,則會有一個負的ΔG,並且反應會自發。然而,如果反應物的ΔG低於產物,則自由能會增加,並且反應是非自發的。在這種情況下,需要某種形式的能量(以熱、光等形式)才能使反應發生。需要注意的是,自發反應不一定能自行發生。這是因為開始反應需要初始活化能,因此即使是自發反應也可能需要某種形式的能量輸入。一個很好的例子是辛烷的放熱燃燒,它仍然需要火焰來引發。
酶會透過降低活化能障礙(即反應發生所需的能量)來影響這種自由能圖。它們透過穩定過渡態(即反應物和產物之間最高能量的狀態)來做到這一點。酶不會以任何方式、形狀或形式影響平衡常數。 File:Free energy diagram.jpg