Die meisten Studierenden kennen den Photosyntheseprozess von Pflanzen, Algen und bestimmten Bakterienarten als Prozess, durch den sie ihre Nahrung herstellen (Wesen Autotrophe). Solche Studenten verstehen jedoch nicht wirklich, wie diese Art von Reaktion abläuft und wie sie zur Pflanzenernährung führt. Es ist notwendig, dieses Phänomen der Photosynthese chemisch zu verstehen.
Die Pflanze entfernt Wasser und einige anorganische Moleküle (Verbindungen, die keinen Kohlenstoff als Hauptelement haben) seiner Struktur, mit einigen Ausnahmen) aus dem Boden durch die Wurzel und zusammen mit Kohlendioxid (Kohlendioxid - CO2) von Pflanzen absorbiert und in Gegenwart von Licht entstehen dann organische Moleküle (Strukturen, die Kohlenstoff als Hauptelement enthalten). Ein Beispiel für ein produziertes organisches Molekül ist Glucose (C6H12Ö6), die durch andere Umwandlungen Stärke, Zellulose, Proteine, Aminosäuren und andere Bestandteile von Gemüse bilden:
6CO2(g) + 6H2Ö(1) + Sonnenlicht → C6H12Ö6 (wässrig) + 6O2(g)
Wie bereits erwähnt, ist es für die Photosynthese notwendig, dass Sonnenenergie von der Pflanze absorbiert wird. Dies geschieht durch seine Pigmente, das sind Stoffe, die sich dadurch auszeichnen, dass sie unter Lichteinwirkung eine bestimmte Farbe emittieren. Das Hauptpigment der Pflanzen ist das Chlorophyll, deren Struktur unten dargestellt ist. Seine Struktur ist komplex, mit einem Mg-Ion2+ in der zentralen Höhle koordiniert, und es ist dieses Pigment, das für die grüne Farbe der Pflanzen verantwortlich ist, weil es absorbieren die Wellenlängen von Rot, Orange, Blau und Violett, reflektieren aber einen Großteil des Lichts Grün.
Chlorophyll und andere photosynthetische Pigmente (wie z Carotinoide und der Phycobiline) Photonen absorbieren, wodurch die Elektronen in ihren Molekülen angeregt werden, d. h. Energie aufnehmen und auf eine vom Atomkern weiter entfernte Umlaufbahn mit einem höheren Energieniveau springen. Diese Elektronen werden auf die Elektronentransportkette übertragen, um bei der Produktion von ATP (Adenosintriphosphat) und dann bei der Synthese von Zuckern verwendet zu werden.
Das Wassermolekül wird dann abgebaut (Oxidation) und der Wasserstoff liefert Elektronen an die Pigmente, in diesem Fall an Chlorophyll, das seine angeregten Elektronen verloren hat. Beim Brechen von Wasser wird auch O. freigesetzt2. Tatsächlich ist es interessant festzustellen, dass praktisch der gesamte in der Atmosphäre vorhandene Sauerstoff aus der Photosynthese stammt.
Die gewonnene Energie wird dann verwendet, um die CO-Moleküle umzuwandeln (zu reduzieren)2 in komplexen Verbindungen wie Kohlenhydraten und Biomasse.
Generische Photosynthesereaktion:
nCO2 + nH2O+ Sonnenlicht →{CH2Ö}Nein + nein2
Sehen Sie, dass diese Reaktion eine Reaktion von. ist Redox, weil der Sauerstoff oxidiert wurde und seine Nox (Oxidationszahl – elektrische Ladung der chemischen Spezies) zunahm, also Elektronen verloren. Wasserstoff hingegen reduziert, das heißt er nimmt Elektronen auf.
Aus der Sicht der chemischen Reaktion ist die Photosynthese das Gegenteil der Atmung durch heterotrophe Wesen (Wesen, einschließlich des Menschen, die keine eigene Nahrung herstellen, sondern Energie aus anderen Quellen beziehen müssen, z. B. durch die Fütterung von Pflanzen und Tiere).
Bei der Photosynthese werden aus Licht, Wasser und Kohlendioxid organische Moleküle synthetisiert und Sauerstoff freigesetzt. In unserem Fall verbrauchen wir andere Wesen und Sauerstoff, um Energie zum Atmen zu gewinnen, in der Wasser und Kohlendioxid gebildet werden.
Auch wenn die Pflanze sich zersetzt, wird sie in Glukose umgewandelt und mit der Zeit wird die Glukose wieder CO bilden.2, in einer Reaktion, die nicht die umgekehrte Reaktion der Photosynthese ist, und Kohlendioxid in die Atmosphäre zurückkehrt.
Wir haben also den Kohlenstoffkreislauf.
Von Jennifer Fogaça
Abschluss in Chemie
Quelle: Brasilien Schule - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/reacao-quimica-envolvida-na-fotossintese.htm