La mayoría de los estudiantes conocen el proceso de fotosíntesis realizado por plantas, algas y ciertas especies de bacterias como el proceso por el cual producen sus alimentos (seres autótrofos). Sin embargo, estos estudiantes no comprenden realmente cómo ocurre este tipo de reacción y cómo resulta en la nutrición de las plantas. Es necesario comprender químicamente este fenómeno de la fotosíntesis.
La planta elimina el agua y algunas moléculas inorgánicas (compuestos que no tienen carbono como elemento principal de su estructura, con algunas excepciones) desde el suelo hasta la raíz y, junto con el dióxido de carbono (dióxido de carbono - CO2) absorbido por las plantas y en presencia de luz, se producen moléculas orgánicas (estructuras que contienen carbono como elemento principal). Un ejemplo de una molécula orgánica producida es la glucosa (C6H12O6), que, a través de otras transformaciones, formarán almidón, celulosa, proteínas, aminoácidos y otros constituyentes de los vegetales:
6CO2 (g) + 6H2O(1) + luz del sol → C6H12O6 (aq) + 6O2 (g)
Como se dijo, para que ocurra la fotosíntesis es necesario que la planta absorba la energía solar. Esto lo hacen sus pigmentos, que son sustancias que se caracterizan por emitir un determinado color cuando se exponen a la luz. El principal pigmento de las plantas es el clorofila, cuya estructura se muestra a continuación. Su estructura es compleja, con un ion Mg2+ coordinado en la cavidad central, y es este pigmento el responsable del color verde de las plantas, porque absorben las longitudes de onda de rojo, naranja, azul y violeta, pero reflejan gran parte de la luz verde.
La clorofila y otros pigmentos fotosintéticos (como carotenoides y las ficobilinas) absorben fotones, lo que hace que los electrones de sus moléculas se exciten, es decir, absorben energía y saltan a una órbita más alejada del núcleo atómico, con un nivel energético superior. Estos electrones se transmiten a la cadena de transporte de electrones para ser utilizados en la producción de ATP (trifosfato de adenosina) y luego en la síntesis de azúcares.
Luego, la molécula de agua se descompone (oxidación) y el hidrógeno suministra electrones a los pigmentos, en este caso a la clorofila, que ha perdido sus electrones excitados. Cuando se rompa el agua, también se producirá la liberación de O2. De hecho, es interesante notar que prácticamente todo el oxígeno presente en la atmósfera proviene de la fotosíntesis.
La energía obtenida se utiliza luego para transformar (reducir) las moléculas de CO2 en compuestos complejos como carbohidratos y biomasa.
Reacción de fotosíntesis genérica:
suboficial2 + nH2O + luz del sol →{CH2O}No + nO2
Ver que esta reaccin es una reaccin de redox, porque el oxígeno sufrió una oxidación y su Nox (número de oxidación - carga eléctrica de la especie química) aumentó, es decir, perdió electrones. El hidrógeno, en cambio, se redujo, es decir, ganó electrones.
Desde el punto de vista de la reacción química, la fotosíntesis es lo opuesto a la respiración realizada por seres heterótrofos (seres, incluido el hombre, que no producen sus propios alimentos, pero que necesitan obtener energía de otras fuentes, como alimentar a las plantas y animales).
En la fotosíntesis, a partir de la luz, el agua y el dióxido de carbono, se sintetizan moléculas orgánicas y se libera oxígeno. En nuestro caso, consumimos otros seres y oxígeno para obtener energía para respirar, en la que se forman agua y dióxido de carbono.
Además, cuando la planta se descompone, se convierte en glucosa y, con el tiempo, la glucosa volverá a formar CO.2, en una reacción que no es la reacción inversa de la fotosíntesis y el dióxido de carbono volverá a la atmósfera.
Entonces tenemos el ciclo del carbono.
Por Jennifer Fogaça
Licenciada en Química
Fuente: Escuela Brasil - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/reacao-quimica-envolvida-na-fotossintese.htm