Il concetto di energia libera

Ogni qualvolta viene modificata la quantità di atomi legati, in base ala costante di equilibrio, avviene sempre un cambiamento dei livelli energetici del sistema. Il modo più comunemente usato per esprimere questo cambiamento, dal punto di vista biologico, è attraverso il concetto chimico-fisico di energia libera, rappresenta dal simbolo G, che si definisce come quell'energia in grado di compiere lavoro. La seconda legge della termodinamica asserisce che nelle reazioni spontanee avviene sempre una diminuzione della quantità di energia libera (il valore di ΔG è negativo). Quando si raggiunge l'equilibrio della reazione non si osserva più alcuna variazione di tale energia (ΔG=0). In generale, l'energia libera che si perde per il raggiungimento dell'equilibrio viene trasformata in calore o utilizzata per aumentare l'entropia, ossia la quantità di disordine del sistema. Chiaramente, comunque, più forti sono i legami, e quindi maggiore è la variazione in energia libera (ΔG), che accompagna la loro formazione, più grande è la quantità di atomi presenti in forma legata. Questo concetto è espresso, in modo quantitativo, dalla formula:
ΔG = -RTlnKeq    o    Keq = e-ΔG/RT
dove R è la costante universale dei gas, T è la temperatura assoluta, ln è il logaritmo (di Keq) in base e, e Keq è la costante di equilibrio ed e è pari a 2,718.