Useimmat opiskelijat tietävät kasvien, levien ja tiettyjen bakteerilajien fotosynteesiprosessin prosessi, jolla he tuottavat ruokaa (olennot autotrofit). Tällaiset opiskelijat eivät kuitenkaan ymmärrä, miten tällainen reaktio tapahtuu ja miten se johtaa kasvien ravintoon. On välttämätöntä ymmärtää tämä fotosynteesin ilmiö kemiallisesti.
Kasvi poistaa vettä ja joitain epäorgaanisia molekyylejä (yhdisteet, joissa ei ole hiiltä pääelementtinä rakenteeltaan, joitakin poikkeuksia lukuun ottamatta) maaperästä juuren läpi ja yhdessä hiilidioksidin (hiilidioksidin - CO2), joita kasvit absorboivat ja valon läsnä ollessa, syntyy orgaanisia molekyylejä (rakenteet, jotka sisältävät hiiltä pääelementtinä). Esimerkki tuotetusta orgaanisesta molekyylistä on glukoosi (C6H12O6), joka muodostaa muiden transformaatioiden kautta tärkkelystä, selluloosaa, proteiineja, aminohappoja ja muita vihannesten ainesosia:
6CO2 g) + 6H2O(1) + auringonvalo → C6H12O6 (aq) + 6O2 g)
Kuten todettiin, fotosynteesin tapahtumiseksi on välttämätöntä, että kasvi absorboi aurinkoenergiaa. Tämän tekevät sen pigmentit, jotka ovat aineita, joille on tunnusomaista, että he lähettävät tietyn värin valolle altistuessaan. Kasvien tärkein pigmentti on
klorofylli, jonka rakenne on esitetty alla. Sen rakenne on monimutkainen, Mg-ionin kanssa2+ koordinoidusti keskiosassa, ja juuri tämä pigmentti on vastuussa kasvien vihreästä väristä, koska se absorboivat punaisen, oranssin, sinisen ja violetin aallonpituudet, mutta heijastavat suurta osaa valosta vihreä.
Klorofylli ja muut fotosynteettiset pigmentit (kuten karotenoidit ja fykobiliinit) absorboivat fotoneja, mikä saa molekyylinsä elektronit innostumaan, toisin sanoen ne absorboivat energiaa ja hyppäävät kiertoradalle kauemmaksi atomituumasta korkeammalla energiatasolla. Nämä elektronit siirtyvät elektroninsiirtoketjuun käytettäväksi ATP: n (adenosiinitrifosfaatin) tuotannossa ja sitten sokerien synteesissä.
Sitten vesimolekyyli hajotetaan (hapetus) ja vety toimittaa elektroneja pigmentteihin, tässä tapauksessa klorofylliin, joka on menettänyt virittyneet elektroninsa. Veden rikkomisessa tapahtuu myös O: n vapautumista2. Itse asiassa on mielenkiintoista huomata, että käytännössä kaikki ilmakehässä oleva happi tulee fotosynteesistä.
Saatu energia käytetään sitten CO-molekyylien muuntamiseen (pelkistämiseen)2 monimutkaisissa yhdisteissä, kuten hiilihydraateissa ja biomassassa.
Yleinen fotosynteesireaktio:
nCO2 + nH2O + auringonvalo →{CH2O}ei + ei2
Katso, että tämä reaktio on reaktio redox, koska happi hapetti ja sen Nox (hapetusnumero - kemiallisten aineiden sähkövaraus) kasvoi, eli se menetti elektroneja. Vety puolestaan pelkistyi, eli se sai elektroneja.
Kemiallisen reaktion näkökulmasta fotosynteesi on päinvastainen heterotrofisten olentojen (olentojen, mukaan lukien ihmisen, joiden ei tuoteta omaa ruokaa, mutta joiden on hankittava energiaa muista lähteistä, kuten ruokkimalla kasveja ja eläimet).
Fotosynteesissä syntetisoidaan valosta, vedestä ja hiilidioksidista orgaanisia molekyylejä ja vapautuu happea. Meidän tapauksessamme kulutamme muita olentoja ja happea saadaksesi energiaa hengittämistä varten, jossa muodostuu vettä ja hiilidioksidia.
Lisäksi kun kasvi hajoaa, se muuttuu glukoosiksi ja ajan myötä glukoosi muodostaa taas CO: n.2, reaktiossa, joka ei ole fotosynteesin käänteinen reaktio, ja hiilidioksidi palaa ilmakehään.
Joten meillä on hiilisykli.
Kirjailija: Jennifer Fogaça
Valmistunut kemian alalta
Lähde: Brasilian koulu - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/reacao-quimica-envolvida-na-fotossintese.htm