Estoy revisando el libro de Bioquímica Conceptos y Conexiones por Appling, Cahill, y Mathews y no entiendo por qué se dividen por la concentración de hidrógeno por $10^{-7}$. ¿Por qué no acaba de salir en el antilog(-8.1) más de $\pu{1 M}$ igual que las otras concentraciones? Yo, literalmente, no veo nada más en internet como este.
El libro de texto es precisamente correcto. La constante de equilibrio $K$ que el logaritmo es tomado de es adimensional, y que incluye actividades o fugacities, y no de las concentraciones y presiones. En la práctica, esto se logra mediante el uso estándar de los estados que se refieren a los materiales puros: estándar de la concentración de $c^⦵$ y presión estándar $p^⦵$. Uno debe ser muy exigentes con las unidades cuando la búsqueda de la constante de equilibrio. Por ejemplo, la reacción
$$\ce{aA + bB <=> cC + dD}$$
la constante de equilibrio $K_c$ es exactamente
$$K_c = \frac{([\ce{C}]/c^⦵)^c\cdot ([\ce{D}]/c^⦵)^d}{([\ce{A}]/c^⦵)^a\cdot ([\ce{B}]/c^⦵)^b}$$
Para el agua pura en su estado estándar $c^⦵ = [\ce{H+}] = \pu{1e-7 M}$. También se correlaciona con los llamados biológicos estado estándar de $\mathrm{pH} = 7$. Probablemente no han visto antes, porque muchos autores el uso descuidado notaciones omitiendo mencionar estándar unidos, ya que a menudo pueden ser cancelados. En este caso, aquéllos que no pueden ser cancelados, y debe ser escrito de forma explícita.
De hecho, su propio libro de texto contiene una amplia explicación [1, pág. 91]:
Para las reacciones químicas que el estado estándar para los solutos se define como $\pu{1 M}$; sin embargo, en las células vivas de la concentración de $[\ce{H+}]$ es de aproximadamente $10^{-7}~\mathrm M$, mucho menor que el valor estándar de $\pu{1 M}$. Por lo tanto, es apropiado para definir la concentración de referencia de $\ce{H+}$ en las reacciones bioquímicas en relación a la $\ce{H+}$ concentración se encuentra en el estado de vida (es decir, $10^{-7}~\mathrm M$), más que el valor de $\pu{1 M}$ definido por la química de estado estándar. Recordemos que cuando un soluto en una solución diluida tiene una concentración de $\pu{1 M}$, la actividad de la que el soluto es la unidad. Para la bioquímica de estado estándar se define la actividad de $\ce{H+}$ a ser la unidad cuando $[\ce{H+}] = 10^{-7}~\mathrm M$.
[...]
- La misa de acción de la expresión de $Q$ es radio sin unidades. Nos tira de las unidades de cada concentración plazo en $Q$ dividiendo cada uno por su nivel adecuado de concentración (por ejemplo, $\pu{1 M}$ para todos los solutos
excepto $\ce{H+}$; $10^{-7}~\mathrm M$ para $\ce{H+}$; $\pu{1 bar}$ para los gases, etc.).
Para una explicación puede inspeccionar Recomendaciones para los Bioquímicos de Equilibrio de Datos 1, que establece:
Búfer y el pH. Si sólo un número limitado de mediciones deben ser hecho, que debe ser llevada a cabo a pH = 7,0 y, si es posible, también a un valor de pH en el que la aparente constante de equilibrio $K_c^\prime$, ha poca o ninguna dependencia de pH. ($K_c^\prime$ se define más adelante en un sección.) Si las mediciones directas a pH = 7.0 no es factible, el los valores calculados para este pH debe ser reportado. El procedimiento utilizado en la realización de estos cálculos deben ser cuidadosamente descritos. La atención debe tener cuidado de que la solución está suficientemente amortiguadas, por lo que el pH es bien definidos durante todo el experimento. Es conveniente determinar el efecto de la variación de la naturaleza y de la concentración del tampón en el fin de identificar búfer de efectos. Los búferes de que se sabe que interactúan con los reactivos (incluyendo macromoléculas) o sales, tales como el fosfato o pirofosfato en la presencia de iones metálicos divalentes, debe ser evitarse.
La porción resaltada significa que los valores reportados para las reacciones bioquímicas son (o deberían ser) hace referencia a un pH de 7.0. Los datos en la Tabla 3.6 se refieren a este bioquímicos de estado estándar.
Otra pregunta sobre el tema de las constantes de equilibrio también se refiere a la importancia de considerar adecuadamente estados de referencia.
Referencia
1 La Revista de Química Biológica (1976), Vol. 261, Nº 22, pp 6859-6885.
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