De fleste studerende kender fotosyntese processen udført af planter, alger og visse arter af bakterier som proces, hvorved de producerer deres mad (væsener autotrofer). Sådanne studerende forstår imidlertid ikke rigtig, hvordan denne type reaktion opstår, og hvordan den resulterer i planteernæring. Det er nødvendigt at forstå dette fænomen med fotosyntese kemisk.
Anlægget fjerner vand og nogle uorganiske molekyler (forbindelser, der ikke har kulstof som hovedelement af dens struktur, med nogle undtagelser) fra jorden gennem roden og sammen med kuldioxid (kuldioxid - CO2) absorberes af planter og i nærvær af lys, produceres derefter organiske molekyler (strukturer, der indeholder kulstof som hovedelement). Et eksempel på et produceret organisk molekyle er glucose (C6H12O6), som gennem andre transformationer vil danne stivelse, cellulose, proteiner, aminosyrer og andre bestanddele af grøntsager:
6CO2 (g) + 6H2O(1) + sollys → C6H12O6 (aq) + 6O2 (g)
Som nævnt, for at fotosyntesen skal forekomme, er det nødvendigt, at solenergi absorberes af planten. Dette gøres med dets pigmenter, som er stoffer, der er kendetegnet ved, at de udsender en bestemt farve, når de udsættes for lys. Det vigtigste pigment af planter er
klorofyl, hvis struktur er vist nedenfor. Dens struktur er kompleks med en Mg-ion2+ koordineret i det centrale hulrum, og det er dette pigment, der er ansvarlig for planternes grønne farve, fordi det absorbere bølgelængderne i rød, orange, blå og violet, men reflekterer meget af lyset grøn.
Klorofyl og andre fotosyntetiske pigmenter (såsom carotenoider og phycobiliner) absorberer fotoner, hvilket får elektronerne fra deres molekyler til at blive ophidsede, dvs. de absorberer energi og hopper til en bane længere væk fra atomkernen med et højere energiniveau. Disse elektroner transmitteres til elektrontransportkæden, der skal anvendes til produktion af ATP (adenosintriphosphat) og derefter til syntesen af sukker.
Vandmolekylet brydes derefter ned (oxidation), og brintet tilfører elektroner til pigmenterne, i dette tilfælde til klorofyl, som har mistet sine ophidsede elektroner. Ved brud på vandet vil der også være frigivelse af O2. Faktisk er det interessant at bemærke, at praktisk talt alt det ilt, der er til stede i atmosfæren, kommer fra fotosyntese.
Den opnåede energi bruges derefter til at transformere (reducere) CO-molekylerne2 i komplekse forbindelser såsom kulhydrater og biomasse.
Generisk fotosyntese reaktion:
nCO2 + nH2O + sollys →{CH2O}ingen + nO2
Se, at denne reaktion er en reaktion af redox, fordi iltet gennemgik en oxidation, og dets Nox (oxidationsnummer - elektrisk ladning af den kemiske art) steg, det vil sige det mistede elektroner. Brint reducerede derimod elektroner, det vil sige.
Set fra den kemiske reaktions synspunkt er fotosyntese det modsatte af vejrtrækning udført af heterotrofiske væsener (væsener, inklusive mennesket, som ikke producerer deres egen mad, men som har brug for at hente energi fra andre kilder, f.eks. ved at fodre planter og dyr).
I fotosyntese, fra lys, vand og kuldioxid, syntetiseres organiske molekyler, og der frigøres ilt. I vores tilfælde forbruger vi andre væsener og ilt for at opnå energi til vejrtrækning, hvor der dannes vand og kuldioxid.
Når planten nedbrydes, bliver den også til glukose, og glukosen vil med tiden danne CO igen.2i en reaktion, der ikke er den omvendte reaktion af fotosyntese, og kuldioxid vender tilbage til atmosfæren.
Så vi har kulstofcyklus.
Af Jennifer Fogaça
Uddannet i kemi
Kilde: Brasilien skole - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/reacao-quimica-envolvida-na-fotossintese.htm
