Hc 1: 03/09/2018 Elements & energies
Toetsvorm: tentamen + practicumverslag
Canvas
● eLearnings herhaling 6VWO stof (wordt verwacht wel te weten, dus tentamenstof)
● oefententamens
● supplement
● assignments met proeftentamens
● eLearning opdrachten (ook tentamenstof)
● tentamenstof
Some relevant elements
Een atoom kent een kern met een wolk van elektronen. Het aantal elektronen bepaalt zijn
eigenschappen en deze zijn van belang om moleculen te vormen. Het atoomnummer is het
aantal protonen in de kern en dus het aantal elektronen en de atoommassa wordt bepaald
door de protonen en neutronen. Hierbij heb je verschillende isotopen: gelijk aantal protonen,
maar meer/minder neutronen. Met het getal van Avogadro kunnen we het aantal atomen
weergeven door de constante * de atoommassa. De chemische massa wordt vaak berekend
in mol.
Elk atoom streeft naar een volle elektronenschil. De elektronen in de eerste schil bevinden
zich het dichtst bij de positieve kern en worden harder aangetrokken, dan elektronen verder
weg. De eerste schil is vol met 2 elektronen, de volgende met 8, de vierde en vijfde schil
kunnen er 18 kwijt. 2 manieren om een volle schil te krijgen: elektronen kwijtraken of erbij
halen. Elektronen die afgestaan, worden, worden opgenomen door atomen die een volle
schil willen krijgen > binding tussen de twee atomen > vormt molecuul (covalente binding of
chemische binding, hierbij worden de elektronenparen gedeeld). Het willen opnemen of
afstaan van elektronen veroorzaakt dus de reactiviteit van atomen. De bond length geldt
wanneer de aantrekkings- en afstotingskrachten in balans zijn bij een bepaalde afstand. Je
hebt twee soort covalente bindingen: dubbel en enkel, waarbij dubbele bindingen zorgen
voor een knik en sterker/korter zijn en geen vrije rotatie kennen. Bij benzeen verspringt de
dubbele binding van plek. Sommige atomen kennen al een volle schil (halogenen) en zijn
dus niet reactief (inert). Een andere strategie leidt tot een ionbinding, waarbij een elektron
overgeplaatst wordt op een ander atoom en waarbij er een positief en negatief geladen ion
ontstaat. Door de + en - aantrekking vormt zich een ionbinding.
De elektronegativiteit, de neiging om elektronen als atoom naar zich toe te trekken, zorgt
voor een reactie waarbij fluoride bijvoorbeeld een elektron van natrium opneemt en krijg je
natriumfluoride. Kenmerken van het molecuul wat is ontstaan, is een verschil in polariteit.
Het verschil in elektronegativiteit bepaalt de polariteit van het molecuul. Moleculen met
identieke atomen en dezelfde elektronegativiteit, kennen geen polariteit. Een groot verschil
in elektronegativiteit kan leiden tot een ionogene binding (zouten) zoals hierboven.
De polariteit van water zorgt voor het oplossen van ionen. Hierdoor kunnen de ionen een
chemische reactie aangaan wat noodzakelijk is voor het leven.
Er ontstaat geen polariteit bij koolstofketens met H-atomen. Het verschil in elektronegativiteit
is te klein en er is dus geen polariteit, dus lost het niet op in water en is apolair. Deze ketens
,komen als vaste stof in je lichaam voor.
Een carboxyl-groep -oh kan een H-atoom afstaan en er vormt zich dan H3O+. Bij een
amine-groep -nh wordt er juist een H-atoom opgenomen en vormt zich dus OH- in de reactie
met water. Een zuur staat dus een H-atoom af en een base neemt deze op. Buffers kunnen
reageren als base en als zuur en zorgen voor het neutraal houden van de PH.
Redoxprocessen werken met elektronen. Je hebt een reductie/oxidatie: het
opnemen/afstaan van elektronen. De oxidizer pakt een elektron van het FE2+ af, het FE2+
(reductor) staat een elektron af en wordt geoxideerd. Andersom wordt Fe3+ (oxidator)
gereduceerd het neemt een elektron op. Dit kan ook gebruikt worden in het geval van
partieel positieve en negatieve ladingen. Wanneer de positieve kern van een c-atoom de
negatieve lading overschrijdt van de elektronen > partieel positief > geoxideerd. Om te kijken
of er oxidatie of reductie heeft plaatsgevonden, kun je de dubbele bindingen tellen > oxidatie
wanneer het aantal C-H bindingen daalt en er dus meer dubbele bindingen zijn.
We hebben kleine moleculen zoals sugars, fatty acids, amino acids en nucleotiden die
samen een macromolecuul/polymeer kunnen vormen via binding.
Sugars (carbohydrates) > monosacharides die aan elkaar gebonden worden via condensatie
waarbij water wordt afgesplitst andersom is er hydrolyse. Van suikers heb je twee optische
isomeren L en D. Wanneer moleculen dezelfde molecuulformule hebben, maar een
verschillende structuurformule > isomeren.
Energy
Energie beschrijft hoeveel werk een zogenaamd systeem zou kunnen verrichten of hoeveel
warmte het systeem zou kunnen produceren. Je meet energie in Joule. Elektrische energie
ontstaat door een elektrisch potentiaal (plus en min). Elektronen op een hoog potentiaal
vloeien naar een plek met minder potentiaal. Er vinden redoxreacties plaats waardoor wij
aan onze energie komen.
HC 2: 04/09/2018 Energy
Eerste dia> steen omhoog duwen maar telkens rolt steen terug wanneer hij er bijna is
(thermodynamica). Steen omhoog>arbeid verrichten. De steen rolt “spontaan” naar
beneden.
Thermodynamics verdeelt de wereld in tweeën:
Systeem: is een verzameling moleculen, lichaam etc.
Omgeving: de rest dat niet tot het systeem behoort.
State variables: beschrijven de staat van het systeem. De hoeveelheid energie die in dat
systeem zit, bijv. kinetische energie.
Of je de steen links-of rechtsom duwt maakt niet uit voor de potentiële energie.
Toestandsfunctie (potentiële energie)zijn onafhankelijk van de weg ernaartoe.
Wanneer de hoogte toeneemt, neemt de potentiële energie in het systeem toe. De arbeid
die wordt verricht, zit in de potentiële energie. Een reactie die niet spontaan verloopt, heeft
energie nodig om te verlopen. Wanneer de steen beneden is, dan neemt de potentiële
energie af en is deze energie niet meer kinetisch, maar warmte. Doordat de energie
omgezet wordt, zal er geen energie verloren gaan.
,Om de potentiële energie te berekenen heb je het hoogteverschil nodig ipv. de
daadwerkelijke hoogte.
Belangrijk is te weten wat het verschil is in innerlijke energie. Delta U is het verschil in
innerlijke energie. Elk systeem heeft zijn inwendige energie. De inwendige energie is lastig
te bepalen.
VB: de waarschijnlijkheid dat de rots beneden ligt is groter aangezien de innerlijke/inwendige
energie lager is. Het maakt niet uit welk systeem het is. Een vermindering van energie is een
spontaan proces. Een toename aan innerlijke energie, duidt erop dat het proces niet vanzelf
plaatsvindt. Hiervoor zal dus arbeid verricht moeten worden.
Eerste wet van de thermodynamica: een systeem kan geen energie genereren en ook niet
kan laten verdwijnen. We kunnen geen energie maken, maar wel van vorm laten veranderen
(dus van kinetische energie in warmte bijv.). Cellen maken dus GEEN energie zelf.
De verandering van innerlijke energie wordt bepaald door de toevoer of afvoer van warmte
en de toevoer en afvoer van arbeid/work.
Vormen van energie:
-Enthalpy (H): beschrijft wat nodig is om een nieuw systeem te maken. Je hebt volume x
druk nodig en een bepaalde hoeveelheid innerlijke energie. Druk x volume is nodig om weg
te drukken wat er voorheen stond. In biologische zin gaat enhalpy vaak over bindingen
verbreken of opbouwen. Dit gaat vaak niet gepaard met het opzwellen dus geen Vxp. De cel
verandert niet in volume. Daarom kan je W (reacties vinden plaats bij een constante
temperatuur) en pxV weglaten. Daarom werd vroeger enthalpy verandering als
temperatuurverandering van de inhoud gezien. Geldt dus niet voor alle reacties, maar wel
voor de meeste biologische reacties.
Professor tutorial in canvas: gebruikt voorbeeld met particulen in een doos met dezelfde
temperatuur, maar ze hebben niet dezelfde inwendige energie. Aangezien ze ook tegen
elkaar aanbotsen bijv. Bij -273 graden celcius = 0 kelvin dan is de kinetische energie 0. Als
de temperatuur omhoog gaat blijft de curve (Bootsman verdeling) nagenoeg hetzelfde, maar
je krijgt wel particulen (deeltjes) die een hogere innerlijke energie hebben die dus aan de
reactie kunnen deelnemen. Dus hoe hoger de temperatuur, hoe meer deeltjes er zijn waarbij
de innerlijke energie hoog genoeg is om deel te nemen aan de reactie en de kans op het
verlopen van de reactie toeneemt.
-Entropy (S): De mate van een toevalligheid/waarschijnlijkheid/wanorde van een systeem
Werk gaat altijd gepaard met een entropieverandering: een hoeveelheid energie die niet
voor werk gebruikt kan worden, maar de wanorde in het systeem laat toenemen.
Je kan een entropieverandering beschrijven op 2 manieren:
1. Het effect van het toevoeren/afvoeren van warmte van een systeem bij een
bepaalde temperatuur, dit is de entropy verandering. Delta S= delta Q / T. Wanneer
de deeltjes in de doos verwarmd worden, zullen de deeltjes sneller bewegen, stijging
van de wanorde in het systeem. Je kan de verschillende formules combineren zoals
je ziet in de slides. Wanneer de inwendige energie van een systeem wordt
veranderd, eruit bijvoorbeeld, dan wordt deze energie gebruikt om werk te verrichten.
Niet alle inwendige energie zal gebruikt worden voor het werk, maar een deel wordt
, gebruikt voor een entropy verandering (wanorde creatie).
2. Dit is de statistische definitie van entropy. Micorstates: wat elk deeltje op zichzelf
doet en Macrostates: druk, temperatuur en volume bijvoorbeeld. Wanneer we naar 1
ballon kijken heb je dus een macro- en microstates. Wanneer we 3 ballonnen hebben
is de macrostate hetzelfde, maar de microstates komt niet overeen. Het samenspel
van microstates zorgt voor de macrostates, maar er zijn meerdere microstates die tot
dezelfde macrostate leiden. Als het systeem veel van deze microstates heeft, kent
het een hoge entropy en andersom. De omega staat in de formule voor het aantal
microtoestanden in een systeem. Systemen streven naar een maximaal aantal
microstates en dus naar entropy (wanorde).
VB: op de slide zien we 4 deeltjes die in of buiten de cel kunnen zitten. De laatste optie
(optie 5) kent de hoogste entropy. Het systeem streeft naar de hoogste entropy en dus naar
de meeste mogelijkheden (meeste microstates). Bij optie 5 wordt het maximale aantal
microstates behaald. Je kan het ook berekenen, er is namelijk 50% kans binnen of buiten de
cel. In het laatste geval heb je 6/16 en is dus het meest waarschijnlijk. Dit wil niet zeggen dat
de andere mogelijkheden niet voorkomen, maar de kans dat 2 deeltjes in de cel en 2
deeltjes buiten de cel zullen voorkomen is het grootst. Wanneer we meer deeltjes
toevoegen>betere verdeling van de curve, dan zullen er evenveel deeltjes buiten als binnen
de cel zitten en is de kans hierop het grootst en neemt de waarschijnlijkheid verder toe van
deze optie..
HC 3: 05/09/2018 Energy
VB van entropy: De entropy zorgt ervoor dat de energie evenredig wordt verdeeld over de
macrostates. Een drankje met blokjes ijs> het ijs smelt en niet andersom. Een container met
gas> scheiding wordt weggenomen > en hierdoor zullen de gassen gaan mengen. De
entropy zorgt ervoor dat de maximale wanorde ontstaat, dus de gassen zullen mengen>er is
geen weg meer terug. Het rode en witte gas zal niet spontaan ontmengen. Nog een
voorbeeld is dat een opgeruimde kamer “spontaan” overgaat naar een rommelkamer (hoge
entropy, hoge wanorde). Je moet arbeid erin stoppen om de kamer weer netjes te krijgen
aangezien dit niet spontaan gebeurt.
Tweede wet van thermodynamica: in een spontaan proces zal de totale entropy toenemen
en zal de wanorde dus toenemen (staat van hoogste waarschijnlijkheid). Andersom moet er
energie toegevoerd worden om het proces om te keren.
De cel kent juist heel veel orde, bijvoorbeeld DNA, suikers etc. De cel heeft continue energie
input nodig, de entropy wordt hierdoor lager en de wanorde wordt dus minder in de cel.
Hiervoor wordt de energie gebruikt uit eten. De cel produceert warmte en afval. De
entropietoename in de omgeving is groter dan de entropiedaling in de cel. Netto zal de
entropy dus toenemen. Zo kunnen cellen zich handhaven in een universum van wanorde.
Delta G=delta H-T/delta S. Gibbs free energy verbindt entropy met enthalpy (G). Je hebt een
enthalpie verandering waarbij het systeem bijv. energie afgeeft. Delta G vertelt hoeveel
energie er nuttig aan werk kan worden besteed en wat nodig is voor een
entropyverandering. Delta G is dus de bruikbare energie. De formules kun je samenvoegen,
zoals je ziet in de slide.
Toetsvorm: tentamen + practicumverslag
Canvas
● eLearnings herhaling 6VWO stof (wordt verwacht wel te weten, dus tentamenstof)
● oefententamens
● supplement
● assignments met proeftentamens
● eLearning opdrachten (ook tentamenstof)
● tentamenstof
Some relevant elements
Een atoom kent een kern met een wolk van elektronen. Het aantal elektronen bepaalt zijn
eigenschappen en deze zijn van belang om moleculen te vormen. Het atoomnummer is het
aantal protonen in de kern en dus het aantal elektronen en de atoommassa wordt bepaald
door de protonen en neutronen. Hierbij heb je verschillende isotopen: gelijk aantal protonen,
maar meer/minder neutronen. Met het getal van Avogadro kunnen we het aantal atomen
weergeven door de constante * de atoommassa. De chemische massa wordt vaak berekend
in mol.
Elk atoom streeft naar een volle elektronenschil. De elektronen in de eerste schil bevinden
zich het dichtst bij de positieve kern en worden harder aangetrokken, dan elektronen verder
weg. De eerste schil is vol met 2 elektronen, de volgende met 8, de vierde en vijfde schil
kunnen er 18 kwijt. 2 manieren om een volle schil te krijgen: elektronen kwijtraken of erbij
halen. Elektronen die afgestaan, worden, worden opgenomen door atomen die een volle
schil willen krijgen > binding tussen de twee atomen > vormt molecuul (covalente binding of
chemische binding, hierbij worden de elektronenparen gedeeld). Het willen opnemen of
afstaan van elektronen veroorzaakt dus de reactiviteit van atomen. De bond length geldt
wanneer de aantrekkings- en afstotingskrachten in balans zijn bij een bepaalde afstand. Je
hebt twee soort covalente bindingen: dubbel en enkel, waarbij dubbele bindingen zorgen
voor een knik en sterker/korter zijn en geen vrije rotatie kennen. Bij benzeen verspringt de
dubbele binding van plek. Sommige atomen kennen al een volle schil (halogenen) en zijn
dus niet reactief (inert). Een andere strategie leidt tot een ionbinding, waarbij een elektron
overgeplaatst wordt op een ander atoom en waarbij er een positief en negatief geladen ion
ontstaat. Door de + en - aantrekking vormt zich een ionbinding.
De elektronegativiteit, de neiging om elektronen als atoom naar zich toe te trekken, zorgt
voor een reactie waarbij fluoride bijvoorbeeld een elektron van natrium opneemt en krijg je
natriumfluoride. Kenmerken van het molecuul wat is ontstaan, is een verschil in polariteit.
Het verschil in elektronegativiteit bepaalt de polariteit van het molecuul. Moleculen met
identieke atomen en dezelfde elektronegativiteit, kennen geen polariteit. Een groot verschil
in elektronegativiteit kan leiden tot een ionogene binding (zouten) zoals hierboven.
De polariteit van water zorgt voor het oplossen van ionen. Hierdoor kunnen de ionen een
chemische reactie aangaan wat noodzakelijk is voor het leven.
Er ontstaat geen polariteit bij koolstofketens met H-atomen. Het verschil in elektronegativiteit
is te klein en er is dus geen polariteit, dus lost het niet op in water en is apolair. Deze ketens
,komen als vaste stof in je lichaam voor.
Een carboxyl-groep -oh kan een H-atoom afstaan en er vormt zich dan H3O+. Bij een
amine-groep -nh wordt er juist een H-atoom opgenomen en vormt zich dus OH- in de reactie
met water. Een zuur staat dus een H-atoom af en een base neemt deze op. Buffers kunnen
reageren als base en als zuur en zorgen voor het neutraal houden van de PH.
Redoxprocessen werken met elektronen. Je hebt een reductie/oxidatie: het
opnemen/afstaan van elektronen. De oxidizer pakt een elektron van het FE2+ af, het FE2+
(reductor) staat een elektron af en wordt geoxideerd. Andersom wordt Fe3+ (oxidator)
gereduceerd het neemt een elektron op. Dit kan ook gebruikt worden in het geval van
partieel positieve en negatieve ladingen. Wanneer de positieve kern van een c-atoom de
negatieve lading overschrijdt van de elektronen > partieel positief > geoxideerd. Om te kijken
of er oxidatie of reductie heeft plaatsgevonden, kun je de dubbele bindingen tellen > oxidatie
wanneer het aantal C-H bindingen daalt en er dus meer dubbele bindingen zijn.
We hebben kleine moleculen zoals sugars, fatty acids, amino acids en nucleotiden die
samen een macromolecuul/polymeer kunnen vormen via binding.
Sugars (carbohydrates) > monosacharides die aan elkaar gebonden worden via condensatie
waarbij water wordt afgesplitst andersom is er hydrolyse. Van suikers heb je twee optische
isomeren L en D. Wanneer moleculen dezelfde molecuulformule hebben, maar een
verschillende structuurformule > isomeren.
Energy
Energie beschrijft hoeveel werk een zogenaamd systeem zou kunnen verrichten of hoeveel
warmte het systeem zou kunnen produceren. Je meet energie in Joule. Elektrische energie
ontstaat door een elektrisch potentiaal (plus en min). Elektronen op een hoog potentiaal
vloeien naar een plek met minder potentiaal. Er vinden redoxreacties plaats waardoor wij
aan onze energie komen.
HC 2: 04/09/2018 Energy
Eerste dia> steen omhoog duwen maar telkens rolt steen terug wanneer hij er bijna is
(thermodynamica). Steen omhoog>arbeid verrichten. De steen rolt “spontaan” naar
beneden.
Thermodynamics verdeelt de wereld in tweeën:
Systeem: is een verzameling moleculen, lichaam etc.
Omgeving: de rest dat niet tot het systeem behoort.
State variables: beschrijven de staat van het systeem. De hoeveelheid energie die in dat
systeem zit, bijv. kinetische energie.
Of je de steen links-of rechtsom duwt maakt niet uit voor de potentiële energie.
Toestandsfunctie (potentiële energie)zijn onafhankelijk van de weg ernaartoe.
Wanneer de hoogte toeneemt, neemt de potentiële energie in het systeem toe. De arbeid
die wordt verricht, zit in de potentiële energie. Een reactie die niet spontaan verloopt, heeft
energie nodig om te verlopen. Wanneer de steen beneden is, dan neemt de potentiële
energie af en is deze energie niet meer kinetisch, maar warmte. Doordat de energie
omgezet wordt, zal er geen energie verloren gaan.
,Om de potentiële energie te berekenen heb je het hoogteverschil nodig ipv. de
daadwerkelijke hoogte.
Belangrijk is te weten wat het verschil is in innerlijke energie. Delta U is het verschil in
innerlijke energie. Elk systeem heeft zijn inwendige energie. De inwendige energie is lastig
te bepalen.
VB: de waarschijnlijkheid dat de rots beneden ligt is groter aangezien de innerlijke/inwendige
energie lager is. Het maakt niet uit welk systeem het is. Een vermindering van energie is een
spontaan proces. Een toename aan innerlijke energie, duidt erop dat het proces niet vanzelf
plaatsvindt. Hiervoor zal dus arbeid verricht moeten worden.
Eerste wet van de thermodynamica: een systeem kan geen energie genereren en ook niet
kan laten verdwijnen. We kunnen geen energie maken, maar wel van vorm laten veranderen
(dus van kinetische energie in warmte bijv.). Cellen maken dus GEEN energie zelf.
De verandering van innerlijke energie wordt bepaald door de toevoer of afvoer van warmte
en de toevoer en afvoer van arbeid/work.
Vormen van energie:
-Enthalpy (H): beschrijft wat nodig is om een nieuw systeem te maken. Je hebt volume x
druk nodig en een bepaalde hoeveelheid innerlijke energie. Druk x volume is nodig om weg
te drukken wat er voorheen stond. In biologische zin gaat enhalpy vaak over bindingen
verbreken of opbouwen. Dit gaat vaak niet gepaard met het opzwellen dus geen Vxp. De cel
verandert niet in volume. Daarom kan je W (reacties vinden plaats bij een constante
temperatuur) en pxV weglaten. Daarom werd vroeger enthalpy verandering als
temperatuurverandering van de inhoud gezien. Geldt dus niet voor alle reacties, maar wel
voor de meeste biologische reacties.
Professor tutorial in canvas: gebruikt voorbeeld met particulen in een doos met dezelfde
temperatuur, maar ze hebben niet dezelfde inwendige energie. Aangezien ze ook tegen
elkaar aanbotsen bijv. Bij -273 graden celcius = 0 kelvin dan is de kinetische energie 0. Als
de temperatuur omhoog gaat blijft de curve (Bootsman verdeling) nagenoeg hetzelfde, maar
je krijgt wel particulen (deeltjes) die een hogere innerlijke energie hebben die dus aan de
reactie kunnen deelnemen. Dus hoe hoger de temperatuur, hoe meer deeltjes er zijn waarbij
de innerlijke energie hoog genoeg is om deel te nemen aan de reactie en de kans op het
verlopen van de reactie toeneemt.
-Entropy (S): De mate van een toevalligheid/waarschijnlijkheid/wanorde van een systeem
Werk gaat altijd gepaard met een entropieverandering: een hoeveelheid energie die niet
voor werk gebruikt kan worden, maar de wanorde in het systeem laat toenemen.
Je kan een entropieverandering beschrijven op 2 manieren:
1. Het effect van het toevoeren/afvoeren van warmte van een systeem bij een
bepaalde temperatuur, dit is de entropy verandering. Delta S= delta Q / T. Wanneer
de deeltjes in de doos verwarmd worden, zullen de deeltjes sneller bewegen, stijging
van de wanorde in het systeem. Je kan de verschillende formules combineren zoals
je ziet in de slides. Wanneer de inwendige energie van een systeem wordt
veranderd, eruit bijvoorbeeld, dan wordt deze energie gebruikt om werk te verrichten.
Niet alle inwendige energie zal gebruikt worden voor het werk, maar een deel wordt
, gebruikt voor een entropy verandering (wanorde creatie).
2. Dit is de statistische definitie van entropy. Micorstates: wat elk deeltje op zichzelf
doet en Macrostates: druk, temperatuur en volume bijvoorbeeld. Wanneer we naar 1
ballon kijken heb je dus een macro- en microstates. Wanneer we 3 ballonnen hebben
is de macrostate hetzelfde, maar de microstates komt niet overeen. Het samenspel
van microstates zorgt voor de macrostates, maar er zijn meerdere microstates die tot
dezelfde macrostate leiden. Als het systeem veel van deze microstates heeft, kent
het een hoge entropy en andersom. De omega staat in de formule voor het aantal
microtoestanden in een systeem. Systemen streven naar een maximaal aantal
microstates en dus naar entropy (wanorde).
VB: op de slide zien we 4 deeltjes die in of buiten de cel kunnen zitten. De laatste optie
(optie 5) kent de hoogste entropy. Het systeem streeft naar de hoogste entropy en dus naar
de meeste mogelijkheden (meeste microstates). Bij optie 5 wordt het maximale aantal
microstates behaald. Je kan het ook berekenen, er is namelijk 50% kans binnen of buiten de
cel. In het laatste geval heb je 6/16 en is dus het meest waarschijnlijk. Dit wil niet zeggen dat
de andere mogelijkheden niet voorkomen, maar de kans dat 2 deeltjes in de cel en 2
deeltjes buiten de cel zullen voorkomen is het grootst. Wanneer we meer deeltjes
toevoegen>betere verdeling van de curve, dan zullen er evenveel deeltjes buiten als binnen
de cel zitten en is de kans hierop het grootst en neemt de waarschijnlijkheid verder toe van
deze optie..
HC 3: 05/09/2018 Energy
VB van entropy: De entropy zorgt ervoor dat de energie evenredig wordt verdeeld over de
macrostates. Een drankje met blokjes ijs> het ijs smelt en niet andersom. Een container met
gas> scheiding wordt weggenomen > en hierdoor zullen de gassen gaan mengen. De
entropy zorgt ervoor dat de maximale wanorde ontstaat, dus de gassen zullen mengen>er is
geen weg meer terug. Het rode en witte gas zal niet spontaan ontmengen. Nog een
voorbeeld is dat een opgeruimde kamer “spontaan” overgaat naar een rommelkamer (hoge
entropy, hoge wanorde). Je moet arbeid erin stoppen om de kamer weer netjes te krijgen
aangezien dit niet spontaan gebeurt.
Tweede wet van thermodynamica: in een spontaan proces zal de totale entropy toenemen
en zal de wanorde dus toenemen (staat van hoogste waarschijnlijkheid). Andersom moet er
energie toegevoerd worden om het proces om te keren.
De cel kent juist heel veel orde, bijvoorbeeld DNA, suikers etc. De cel heeft continue energie
input nodig, de entropy wordt hierdoor lager en de wanorde wordt dus minder in de cel.
Hiervoor wordt de energie gebruikt uit eten. De cel produceert warmte en afval. De
entropietoename in de omgeving is groter dan de entropiedaling in de cel. Netto zal de
entropy dus toenemen. Zo kunnen cellen zich handhaven in een universum van wanorde.
Delta G=delta H-T/delta S. Gibbs free energy verbindt entropy met enthalpy (G). Je hebt een
enthalpie verandering waarbij het systeem bijv. energie afgeeft. Delta G vertelt hoeveel
energie er nuttig aan werk kan worden besteed en wat nodig is voor een
entropyverandering. Delta G is dus de bruikbare energie. De formules kun je samenvoegen,
zoals je ziet in de slide.
