Bachelorbegeleiding: Energie

• Biologie
• HBO
• Studiejaar 1

Energie

Loes Holdes
Mark Havermans

Energie

Energie van leven

Het vermogen om een verzameling materie te herschikken. 
Energie bestaat in meerdere vormen:

• Potentiële energie;
• Thermische energie;
• Chemische energie;
• Kinetische energie.

Wat is het verschil tussen de volgende twee vormen van energie?

Potentiële energie

Kinetische energie

Thermische energie

Chemische energie

Hoeveel energie een voorwerp in potentie kan verrichten door de toestand waarin het zich bevind.

De potentiele arbeid die een voorwerp kan verrichten als gevolg van de snelheid die het heeft.

Kinetische energie in de vorm van willekeurige beweging van atomen en moleculen.

Energie die beschikbaar is in moleculen; een vorm van potentiële energie. 

Kinestische energie

• De potentiele energie die een voorwerp kan verrichten als gevolg van de snelheid die het heeft. 

Potentiële energie

Hoeveel energie een voorwerp in potentie kan verrichten door de toestand waarin het zich bevind. 

Kinestische energie

De potentiele energie die een voorwerp kan verrichten als gevolg van de snelheid die het heeft. 

phet.colorado.edu

Wat is "Metabolisme"?

Metabolisme

Stofwisseling: het totaal aan chemische reacties van een organisme, bestaat uit katabolische en anobolische routes, die de materiële en energiehulpbronnen van een organisme bepalen.

Exo- en endotherme reacties

Exo- en endotherme reacties

Exotherme reactie

• Reactie waarbij energie vrijkomt. 

• Nodige energie voor verbreken oude verbindingen < vrijgekomen energie bij vorming van nieuwe bindingen.

• De vrijgekomen energie kan in de vorm van warmte of licht zijn.
  

Endotherme reactie

• Reactie waarbij energie nodig is (=arbeid)  om plaats te vinden.

• Nodige energie voor verbreken oude verbindingen > energie die vrijkomt bij vorming van nieuwe verbindingen. 

• Dat betekent dat er meer energie nodig is dan dat er vrijkomt.
  

Katabole routes

ATP

Niet-bruikbare energie

Catabolische route:

• "Energy"= ATP
• "Heat"= niet-bruikbare energie voor de cel.

Anabolische route:

• Energy (ATP) + Cellular building blocks --> Macromolecules

Anabole routes

Catabolische route:

• "Energy"= ATP
• "Heat"= niet-bruikbare energie voor de cel.

Anabolische route:

• Energy (ATP) + Cellular building blocks --> Macromolecules

Katabole route

•  Afbraakreacties.
• Maken energie vrij in de vorm van warmte en chemische energie. 
  
• Complexe moleculen afbreken tot eenvoudige verbindingen. 

• Deze energie kan worden gebruikt om ATP te vormen.

Anabole route

• Opbouwreacties.

• Gebruiken energie (welke vorm?)
• Eenvoudige verbindingen complex maken. 
• Biosynthetische routes. 

Energie is afkomstig van ATP

Negatieve ionen

ATP

Activeringsenergie

• Meestal aangeduid met Ea ; 

• De energie die een systeem nodig heeft om een chemische reactie te laten plaatsvinden (chemische verbindingen worden verbroken of gevormd).

Activeringsenergie

kun jij er een sleepvraag tussen maken?

katabole reacties en anabole reacties

fotosynthese; glycolyse; eiwitsynthese; citroenzuurcyclus; 

Exergonische reactie 

energie komt vrij ; 

de reactanten verliezen energie ; 

ΔG is negatief --> ontstaan spontaan*

Endergonische reactie 

er is energie nodig ; 

de reactanten absorberen energie ;

 ΔG is positief --> ontstaan niet-spontaan. 

Exergonische reactie 

• Energie nodig < energie die vrijkomt.

• Er komt energie vrij

• ΔG is negatief --> ontstaan spontaan*

Endergonische reactie 

• Energie nodig > energie die vrijkomt

• Er wordt energie vastgelegd

•  ΔG is positief --> ontstaan niet-spontaan. 

Bediscussieer!
"De vorming van ATP uit ADP is ...."

endergonisch

exergonisch

Endergonisch, de verandering in vrije energie (delta G) is positief! 

Evaluatie

Een aantal vragen. 

Wat is het verschil tussen exotherme en endotherme reacties?

Wat is het verschil tussen exergonische en endergonische reacties?

Spontane chemische reacties waarbij er een netto afgifte is van energie.

Niet-spontane chemische reacties waarbij er vrije energie wordt opgenomen uit de omgeving. 

Exotherme reactie

Endergonische reactie

Endotherme reactie

Exergonische reactie

∆G < 0 (negatief)

∆G > 0 (positief)

0

Filmpje is interessant, maar kost veel tijd om tot het punt te komen dat eiwitten produceren en/of in gebruik energie verbruiken.