Une fois ingéré, l'éthanol $\left(\mathrm{CH}_3 \mathrm{CH}_2 \mathrm{OH}\right)$ doit être éliminé par l'organisme. Mais auparavant, ce dernier doit être transformé. Cette transformation, ou métabolisation, de l'alcool implique deux étapes majeures.
Lors de la première étape, il est oxydé en un composé intermédiaire, l'acétaldéhyde, grâce à l'action de deux enzymes, l'alcool déshydrogénase et la catalase.
Au cours de cette première étape du métabolisme de l'alcool, la coenzyme nicotinamide-adénine-dinucléotide, ou $\mathrm{NAD}^{+}$, est réduite en $\mathrm{NADH}-\mathrm{H}^{+}$dans une transformation dont le bilan stœchiométrique s'écrit :
$$
\mathrm{CH}_3 \mathrm{CH}_2 \mathrm{OH}+\mathrm{NAD}^{+}=\mathrm{CH}_3 \mathrm{COH}+\mathrm{NADH}+\mathrm{H}^{+}
$$
Cette transformation a été étudiée à $25^{\circ} \mathrm{C}$ dans des milieux tamponnés. À l'équilibre chimique, la concentration de chacun des constituants de la réaction, a été mesurée en fonction du $\mathrm{pH}$ et notée dans le tableau suivant.
$$
\begin{array}{|c|c|c|c|c|}
\hline \mathrm{pH} & \begin{array}{c}
\mathrm{c}\left(\mathrm{CH}_3 \mathrm{CH}_2 \mathrm{OH}\right) / \\
\mathrm{mmol}^{-1}
\end{array} & \begin{array}{c}
\mathrm{c}\left(\mathrm{NAD}^{+}\right) / \\
\mu \mathrm{mol}^{-1}
\end{array} & \begin{array}{c}
\mathrm{c}\left(\mathrm{CH}_3 \mathrm{COH}\right) / \\
\mathrm{mmol} . \mathrm{L}^{-1}
\end{array} & \begin{array}{c}
\mathrm{c}(\mathrm{NADH}) / \\
\mu \mathrm{mol}^{-1} \mathrm{~L}^{-1}
\end{array} \\
\hline 5,2 & 38,1 & 240,1 & 304,0 & 13,5 \\
6,2 & 39,2 & 54,1 & 195,5 & 47,4 \\
7,2 & 1,9 & 540,3 & 390,4 & 120,6 \\
8,2 & 9,8 & 6500,3 & 7800,2 & 3600,5 \\
\hline
\end{array}
$$
a) Montrer que la valeur de la constante d'équilibre thermodynamique $\mathrm{K}^{\circ}$ de la transformation est indépendante de la valeur du $\mathrm{pH}$ du milieu réactionnel.
b) Montrer que la valeur de la constante d'équilibre apparente $\mathrm{K}^{\circ}$ de la transformation dépend de la valeur du $\mathrm{pH}$ du milieu réactionnel.
c) Donner l'expression qui lie l'enthalpie libre molaire de réaction calculée dans les conditions thermodynamiques de référence à l'enthalpie libre molaire de la réaction calculée dans les conditions biologiques de référence à 298 K. Que peut-on conclure de cette expression ?
d) La formation de l'acétaldéhyde serait-elle spontanée si tous les constituants de la réaction étaient supposés se trouver dans les conditions biologiques de référence à $25^{\circ} \mathrm{C}$ ?