De flesta studenter känner till fotosyntesprocessen som utförs av växter, alger och vissa bakteriearter som process genom vilken de producerar maten (varelser autotrofer). Sådana elever förstår dock inte riktigt hur denna typ av reaktion sker och hur den resulterar i växtnäring. Det är nödvändigt att förstå detta fenomen av fotosyntes kemiskt.
Växten tar bort vatten och några oorganiska molekyler (föreningar som inte har kol som huvudelement av dess struktur, med några undantag) från jorden genom roten och tillsammans med koldioxid (koldioxid - CO2absorberas av växter och i närvaro av ljus produceras sedan organiska molekyler (strukturer som innehåller kol som huvudelement). Ett exempel på en organisk molekyl som produceras är glukos (C6H12O6), som genom andra transformationer kommer att bilda stärkelse, cellulosa, proteiner, aminosyror och andra beståndsdelar av grönsaker:
6CO2 (g) + 6H2O(1) + solljus → C6H12O6 (aq) + 6O2 (g)
För att fotosyntes ska ske är det som sagt nödvändigt att solenergi absorberas av växten. Detta görs med dess pigment, som är ämnen som kännetecknas av att de avger en viss färg när de utsätts för ljus. Huvudpigmentet av växter är
klorofyll, vars struktur visas nedan. Dess struktur är komplex, med en Mg-jon2+ samordnas i det centrala hålrummet, och det är det här pigmentet som är ansvarigt för växternas gröna färg, eftersom det absorberar våglängderna i rött, orange, blått och violett, men reflekterar mycket av ljuset grön.
Klorofyll och andra fotosyntetiska pigment (såsom karotenoider och den phycobilins) absorberar fotoner, vilket får elektronerna i deras molekyler att bli upphetsade, det vill säga de absorberar energi och hoppar till en bana längre bort från atomkärnan, med en högre energinivå. Dessa elektroner överförs till elektrontransportkedjan för att användas vid produktion av ATP (adenosintrifosfat) och sedan vid syntes av sockerarter.
Vattenmolekylen bryts sedan ner (oxidation) och vätet tillför elektroner till pigmenten, i detta fall till klorofyll, som har tappat sina upphetsade elektroner. Vid brytning av vatten kommer också O att släppas2. Det är faktiskt intressant att notera att praktiskt taget allt syre som finns i atmosfären kommer från fotosyntes.
Den erhållna energin används sedan för att transformera (reducera) CO-molekylerna2 i komplexa föreningar såsom kolhydrater och biomassa.
Generisk fotosyntesreaktion:
nCO2 + nH2O + solljus →{CH2O}Nej + nO2
Se att denna reaktion är en reaktion av redox, eftersom syret genomgick en oxidation och dess Nox (oxidationsnummer - den elektriska laddningen för den kemiska arten) ökade, det vill säga det förlorade elektroner. Väte, å andra sidan, minskade, det vill säga det fick elektroner.
Ur synvinkeln för kemisk reaktion är fotosyntes motsatsen till andningen som utförs av heterotrofiska varelser (varelser inklusive människa, som inte producerar sin egen mat men som behöver hämta energi från andra källor, t.ex. genom att mata växter och djur).
I fotosyntes, från ljus, vatten och koldioxid, syntetiseras organiska molekyler och syre frigörs. I vårt fall konsumerar vi andra varelser och syre för att få energi för andning, där vatten och koldioxid bildas.
När växten sönderdelas förvandlas den också till glukos och med tiden bildar glukosen CO igen.2, i en reaktion som inte är den omvända reaktionen av fotosyntes och koldioxid kommer att återvända till atmosfären.
Så vi har koldioxidcykeln.
Av Jennifer Fogaça
Examen i kemi
Källa: Brazil School - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/reacao-quimica-envolvida-na-fotossintese.htm