termodinamica

Termodinámica, Cinética y Enzimas
María de la Luz Velázquez Monroy y Miguel Ángel Ordorica Vargas
Introducción
Las enzimas son las moléculas encargadas de acelerar las reacciones químicas que constituyen el
metabolismo de los seres vivos. La Bioquímica moderna, se inició con el estudio de las características de las enzimas. El impulso inicial tuvo lugar en 1897 cuando Eduard Buchner demostróque la fermentación alcohólica se podía efectuar en extractos de levadura, libres de células.
A partir de este momento, se hizo posible estudiar las enzimas individuales en forma sistemática, y definir su importancia para las reacciones químicas de los seres vivos.
Reacciones Químicas
Las reacciones químicas del metabolismo, lo mismo que cualquier
otra reacción química, son procesos en loscuales una o más substancias llamadas reactivos, se transforman en otras llamadas productos, con estructura y propiedades diferentes. En general las reacciones químicas se representan como:
Reactivos  Productos

Los cambios de estructura durante las reacciones químicas sólo son
posibles si se rompen y/o forman enlaces químicos. El rompimiento
y formación de enlaces químicos implica que losátomos comparten
sus electrones en forma diferente en los reactivos y en los productos. Podemos entonces concluir
que una reacción química es un:

Figura 1. Eduard Buchner

“Proceso durante el cual se producen reacomodos de los electrones de enlace de los átomos”.
Para que se lleven a cabo dichos reacomodos, es necesario que tenga lugar un intercambio de
energía. Los intercambios de energíadurante las reacciones químicas los estudia la Termodinámica Química.
Por otro lado, los reacomodos electrónicos se efectúan a velocidades, y a través de caminos específicos que son estudiados por la Cinética Química.
Nuestra capacidad para modificar las reacciones químicas depende del conocimiento de la cinética y termodinámica de estas.
Termodinámica Química
La Termodinámica se encarga delestudio de los intercambios de energía que acompañan a todos
los procesos. A partir de un modelo básico del mundo real y un conjunto de leyes que rigen su
comportamiento, la Termodinámica deduce relaciones que describen los cambios de energía y la
dirección de los procesos físicos y químicos a escala macroscópica. Como no hace ninguna consideración respecto de las propiedades microscópicas de lamateria, no puede decir nada sobre el
maov/mlvm/julio de 2009

Termodinámica, Cinética y Enzimas
universo atómico. Es básicamente estática pues se ocupa sólo del inicio y el final de los cambios
y jamás de su velocidad, aunque si puede predecir su dirección y punto de equilibrio.
Energía. La energía es el objeto de estudio de la Termodinámica. La energía se define como la
capacidad deproducir trabajo, modificando o desplazando objetos. La energía puede ser Potencial (determinada por la posición en el espacio) o Cinética (determinada por el movimiento). La
Termodinámica estudia los intercambios y transformaciones de Energía, empleando un Modelo,
y aplicando las Leyes de la Termodinámica.
Modelo Termodinámico. El modelo del mundo real que se usa en Termodinámica para estudiar
loscambios de energía está formado por:
1. Sistema. Parte del universo que es objeto de estudio del observador.
2. Alrededores. Todo lo que rodea al sistema, pero que no interesa al observador.
3. Universo. Sistema + Alrededores
4. Límite. Frontera real o imaginaria, que separa al sistema de sus alrededores.
Tipos de Sistemas. Según el tipo de intercambios que permite su límite, los sistemaspueden ser:
1. Abiertos. Cuando el límite permite el intercambio de Materia y Energía (Calor y Trabajo)
2. Cerrados. Sí el límite permite el paso de Energía (Calor y Trabajo), pero NO de Materia.
3. Adiabáticos. El límite es impermeable a Materia y Calor, pero permite el paso de otras formas
de Energía (Trabajo)
4. Aislados. Cuando el límite es impermeable tanto a la Materia como a la...