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Energiegehalt ATP

Freie Energie aus der ATP-Hydrolyse: E = n · 30,5. Pro Mol ATP werden unter Standardbedingungen rund 30,5 kJ frei.

Energiegehalt ATP

01 · Eingabe

Energiegehalt ATP berechnen

Freie Energie aus der ATP-Hydrolyse: E = n · 30,5. Pro Mol ATP werden unter Standardbedingungen rund 30,5 kJ frei.

Lösen für

E = n · 30,5

n Mol ATP

mol

Worum geht es?

ATP (Adenosintriphosphat) ist die universelle Energiewährung der Zelle. Bei der Hydrolyse der endständigen Phosphatbindung — ATP → ADP + Pᵢ — werden unter Standardbedingungen rund 30,5 kJ pro Mol frei.

In lebenden Zellen ist die tatsächlich nutzbare Energie wegen abweichender Konzentrationen sogar etwas größer (typisch 50–60 kJ/mol). Für Lehrbuchrechnungen wird trotzdem mit dem Standardwert gearbeitet.

Die Formel

Formel ATP-Energie

E = n · 30,5

Umstellung:
    n = E / 30,5

Die Variablen

Symbol	Bedeutung	Einheit	Erklärung
E	Energie	kJ	Freigesetzte Energie aus der ATP-Hydrolyse.
n	Mol ATP	mol	Stoffmenge des umgesetzten ATP.

Minimal-Beispiel

Wie viel Energie wird bei der Hydrolyse von 2 mol ATP frei?

Rechnung Beispiel

E = n · 30,5
  = 2 mol · 30,5 kJ/mol
  = 61 kJ

Praxis-Beispiele

Beispiel 1 — Muskelkontraktion

Bei einer kurzen, kräftigen Kontraktion verbraucht ein Muskelfaserbündel etwa 0,1 mol ATP.

Rechnung Muskel

E = 0,1 mol · 30,5 kJ/mol
  = 3,05 kJ

Beispiel 2 — Aktiver Transport

Die Na⁺/K⁺-ATPase hydrolysiert pro Zyklus 1 ATP. Bei 10⁻³ mol Umsatz in einem Zellverband ergibt sich:

Rechnung Ionenpumpe

E = 1·10⁻³ mol · 30,5 kJ/mol
  ≈ 0,0305 kJ
  = 30,5 J

Beispiel 3 — Rückrechnung der Stoffmenge

Eine Reaktion setzt 152,5 kJ frei. Wie viel Mol ATP wurden hydrolysiert?

Rechnung Stoffmenge

n = E / 30,5
  = 152,5 kJ / 30,5 kJ/mol
  = 5 mol