Sebagian besar siswa mengetahui proses fotosintesis yang dilakukan oleh tumbuhan, alga dan spesies bakteri tertentu sebagai proses di mana mereka menghasilkan makanan mereka (makhluk autotrof). Namun, siswa tersebut tidak benar-benar memahami bagaimana jenis reaksi ini terjadi dan bagaimana hasilnya dalam nutrisi tanaman. Fenomena fotosintesis ini perlu dipahami secara kimiawi.
Tumbuhan menghilangkan air dan beberapa molekul anorganik (senyawa yang tidak memiliki karbon sebagai unsur utama strukturnya, dengan beberapa pengecualian) dari tanah melalui akar dan, bersama dengan karbon dioksida (karbon dioksida - BERSAMA2) diserap oleh tanaman dan dengan adanya cahaya, molekul organik kemudian diproduksi (struktur yang mengandung karbon sebagai elemen utama). Contoh molekul organik yang dihasilkan adalah glukosa (C6H12HAI6), yang, melalui transformasi lain, akan membentuk pati, selulosa, protein, asam amino, dan konstituen sayuran lainnya:
6CO2 (g) + 6H2HAI(1) + sinar matahari → C6H12HAI6 (aq) + 6O2 (g)
Sebagaimana dinyatakan, agar fotosintesis terjadi, energi matahari perlu diserap oleh tanaman. Ini dilakukan oleh pigmennya, yang merupakan zat yang ditandai dengan memancarkan warna tertentu saat terkena cahaya. Pigmen utama tumbuhan adalah klorofil, yang strukturnya ditunjukkan di bawah ini. Strukturnya kompleks, dengan ion Mg2+ terkoordinasi di rongga tengah, dan pigmen inilah yang bertanggung jawab atas warna hijau tanaman, karena itu menyerap panjang gelombang merah, jingga, biru, dan ungu, tetapi memantulkan sebagian besar cahaya hijau.
Klorofil dan pigmen fotosintesis lainnya (seperti: karotenoid dan fikobilin) menyerap foton, yang membuat elektron molekulnya menjadi tereksitasi, yaitu, mereka menyerap energi dan melompat ke orbit yang lebih jauh dari inti atom, dengan tingkat energi yang lebih tinggi. Elektron ini ditransmisikan ke rantai transpor elektron untuk digunakan dalam produksi ATP (adenosin trifosfat) dan kemudian dalam sintesis gula.
Molekul air kemudian dipecah (oksidasi) dan hidrogen memasok elektron ke pigmen, dalam hal ini ke klorofil, yang telah kehilangan elektron tereksitasinya. Dalam pemecahan air juga akan terjadi pelepasan O2. Faktanya, menarik untuk dicatat bahwa hampir semua oksigen yang ada di atmosfer berasal dari fotosintesis.
Energi yang diperoleh kemudian digunakan untuk mengubah (mengurangi) molekul CO2 dalam senyawa kompleks seperti karbohidrat dan biomassa.
Reaksi fotosintesis umum:
nCO2 + nH2O+ sinar matahari →{CH2HAI}tidak + tidak2
Perhatikan bahwa reaksi ini adalah reaksi dari redoks, karena oksigen mengalami oksidasi, dan Nox-nya (bilangan oksidasi – muatan listrik spesies kimia) meningkat, yaitu kehilangan elektron. Hidrogen, di sisi lain, berkurang, yaitu memperoleh elektron.
Dari sudut pandang reaksi kimia, fotosintesis adalah kebalikan dari pernapasan yang dilakukan oleh makhluk heterotrofik (makhluk, termasuk manusia, yang tidak menghasilkan makanan sendiri, tetapi membutuhkan energi dari sumber lain, seperti memberi makan tanaman dan hewan).
Dalam fotosintesis, dari cahaya, air dan karbon dioksida, molekul organik disintesis dan oksigen dilepaskan. Dalam kasus kami, kami mengkonsumsi makhluk lain dan oksigen untuk mendapatkan energi untuk bernapas, di mana air dan karbon dioksida terbentuk.
Juga, ketika tanaman terurai, itu berubah menjadi glukosa dan, seiring waktu, glukosa akan membentuk CO lagi.2, dalam reaksi yang bukan reaksi kebalikan dari fotosintesis dan karbon dioksida akan kembali ke atmosfer.
Jadi kita memiliki siklus karbon.
Oleh Jennifer Fogaa
Lulus kimia
Sumber: Sekolah Brasil - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/reacao-quimica-envolvida-na-fotossintese.htm