Coupling Reaction

 Coupling Reaction

Banyak proses penting yang secara termodinamik tidak menguntungkan, atau tidak spontan. Merakit banyak molekul asam amino kecil menjadi molekul protein besar adalah contoh dari proses nonspontan. Namun organisme biologis memang mengumpulkan protein dari asam amino. Organisme biologis mengalami banyak proses nonspontan yang serupa. bagaimana mereka melakukan ini? Mari kita lihat contoh yang lebih sederhana. Kami ingin mendapatkan logam besi dari bijih besi. Berikut adalah persamaan untuk dekomposisi langsung besi (III) oksida, zat yang mengandung besi dalam hematit bijih besi: 

2Fe2O3(s) 🡪 4Fe(s) + 3O2(g)   ΔG = +1487 kJ

Reaksi ini jelas tidak spontan, karena ΔG bernilai positif yang besar. Ketidakspontanan reaksi ini sesuai dengan pengetahuan umum. Besi cenderung berkarat (membentuk oksida besi) di udara, dengan menggabungkan dengan oksigen.

Anda tidak mengharapkan kunci pas berkarat untuk berubah secara spontan menjadi zat besi dan oksigen yang mengkilap. Tetapi ini tidak berarti Anda tidak dapat mengubah besi (III) oksida menjadi logam besi. Ini hanya berarti bahwa Anda harus melakukan kerja pada besi (III) oksida untuk mengubahnya menjadi logam besi. Anda harus, pada dasarnya, menemukan cara untuk menyandingkan reaksi nonspontan ini dengan reaksi spontan yang cukup; yaitu, Anda harus memasangkan reaksi ini ke reaksi yang memiliki ΔG lebih negatif. Misalnya saja reaksi spontan karbon monoksida dengan oksigen (pembakaran CO):

 

Untuk 3 mol O2, ΔG adalah -1543 kJ, yang lebih negatif daripada dekomposisi langsung 2 mol Fe2O3 ke elemen-elemennya. Mari kita tambahkan dua reaksi:

 

Hasil akhirnya adalah mebubah besi (III) oksida menjadi logam dengan mereaksikan oksida dengan karbon monoksida. Ini adalah reaksi yang terjadi dalam tanur tinggi, di mana bijih besi direduksi secara komersial menjadi besi. Konsep penggabungan dua reaksi kimia, reaksi nonspontan dengan reaksi spontan, untuk memberikan perubahan spontan secara keseluruhan adalah konsep yang sangat berguna, terutama dalam biokimia. Adenosine trifosfat, atau ATP, adalah molekul yang mengandung gugus trifosfat. Bereaksi dengan air, dengan kehadiran enzim (katalis biokimia), untuk memberikan adenosin difosfat, ADP, dan ion fosfat. Reaksi memiliki ΔG negatif (dan merupakan reaksi spontan.)

 

ATP pertama kali disintesis dalam organisme hidup; energi untuk sintesis ini diperoleh dari makanan. Reaksi spontan ATP untuk memberikan ADP kemudian digabungkan ke berbagai reaksi spontan pada organisme untuk mencapai proses kehidupan yang diperlukan.

Sumber :Theodore L. Brown, Chemistry: The Central Science