นักเรียนส่วนใหญ่รู้จักกระบวนการสังเคราะห์แสงที่ดำเนินการโดยพืช สาหร่าย และแบคทีเรียบางชนิดในฐานะ กระบวนการผลิตอาหาร (สิ่งมีชีวิต autotrophs). อย่างไรก็ตาม นักเรียนเหล่านี้ไม่เข้าใจจริงๆ ว่าปฏิกิริยาประเภทนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร และปฏิกิริยาดังกล่าวส่งผลให้เกิดธาตุอาหารพืชอย่างไร จำเป็นต้องเข้าใจปรากฏการณ์การสังเคราะห์ด้วยแสงทางเคมีนี้
พืชกำจัดน้ำและโมเลกุลอนินทรีย์บางส่วน (สารประกอบที่ไม่มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบหลัก ของโครงสร้างด้วยข้อยกเว้นบางประการ) จากดินผ่านรากและร่วมกับคาร์บอนไดออกไซด์ (คาร์บอนไดออกไซด์ - CO2) ดูดซับโดยพืชและเมื่อมีแสง โมเลกุลอินทรีย์จะถูกสร้างขึ้น (โครงสร้างที่มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบหลัก) ตัวอย่างของโมเลกุลอินทรีย์ที่ผลิตได้คือกลูโคส (C6โฮ12โอ6) ซึ่งผ่านการแปรรูปอื่นๆ จะทำให้เกิดแป้ง เซลลูโลส โปรตีน กรดอะมิโน และส่วนประกอบอื่นๆ ของผัก:
6CO2(ก.) + 6H2โอ(1) + แสงแดด → C6โฮ12โอ6(aq) + 6O2(ก.)
ตามที่ระบุไว้ สำหรับการสังเคราะห์แสงที่จะเกิดขึ้น จำเป็นที่พลังงานแสงอาทิตย์จะถูกดูดซับโดยพืช ทำได้โดยเม็ดสีซึ่งเป็นสารที่มีลักษณะเป็นสีใดสีหนึ่งเมื่อสัมผัสกับแสง เม็ดสีหลักของพืชคือ
คลอโรฟิลล์ซึ่งมีโครงสร้างแสดงอยู่ด้านล่าง โครงสร้างมีความซับซ้อน โดยมี Mg ion2+ ประสานกันในโพรงกลางและมันเป็นเม็ดสีนี้ที่รับผิดชอบสีเขียวของพืชเพราะมัน ดูดซับความยาวคลื่นสีแดง ส้ม น้ำเงิน และม่วง แต่สะท้อนแสงได้มาก สีเขียว.
คลอโรฟิลล์และเม็ดสีสังเคราะห์แสงอื่น ๆ (เช่น แคโรทีนอยด์ และ phycobilins) ดูดซับโฟตอนซึ่งทำให้อิเล็กตรอนในโมเลกุลของพวกมันตื่นเต้น กล่าวคือ ดูดซับพลังงานและกระโดดขึ้นสู่วงโคจรไกลจากนิวเคลียสของอะตอมด้วยระดับพลังงานที่สูงขึ้น อิเล็กตรอนเหล่านี้ถูกส่งไปยังห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอนเพื่อใช้ในการผลิต ATP (adenosine triphosphate) และในการสังเคราะห์น้ำตาล
จากนั้นโมเลกุลของน้ำจะถูกทำลายลง (ออกซิเดชัน) และไฮโดรเจนจะส่งอิเล็กตรอนไปยังเม็ดสี ในกรณีนี้คือคลอโรฟิลล์ ซึ่งสูญเสียอิเล็กตรอนที่ตื่นเต้นไป ในการแตกของน้ำจะมีการปล่อย O. ด้วย2. อันที่จริง เป็นที่น่าสนใจที่จะสังเกตว่าออกซิเจนเกือบทั้งหมดที่มีอยู่ในบรรยากาศมาจากการสังเคราะห์ด้วยแสง
จากนั้นพลังงานที่ได้รับจะนำไปใช้ในการเปลี่ยน (ลด) โมเลกุล CO2 ในสารประกอบที่ซับซ้อนเช่นคาร์โบไฮเดรตและชีวมวล
ปฏิกิริยาการสังเคราะห์ด้วยแสงทั่วไป:
nCO2 + nH2O+แสงแดด →{CH2โอ}ไม่ + ไม่2
เห็นว่าปฏิกิริยานี้เป็นปฏิกิริยาของ รีดอกซ์เนื่องจากออกซิเจนได้รับการออกซิเดชัน และ Nox (เลขออกซิเดชัน – ประจุไฟฟ้าของสารเคมี) เพิ่มขึ้น กล่าวคือ มันสูญเสียอิเล็กตรอน ในทางกลับกันไฮโดรเจนลดลงนั่นคือได้รับอิเล็กตรอน
จากมุมมองของปฏิกิริยาเคมี การสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นสิ่งที่ตรงกันข้ามกับการหายใจที่กระทำโดยสิ่งมีชีวิตต่างเพศ (สิ่งมีชีวิต รวมทั้งมนุษย์ ที่ไม่ได้ผลิตอาหารเองแต่ต้องการดึงพลังงานจากแหล่งอื่น เช่น โดยการให้อาหารพืชและ สัตว์)
ในการสังเคราะห์แสง จากแสง น้ำ และคาร์บอนไดออกไซด์ โมเลกุลอินทรีย์จะถูกสังเคราะห์และปล่อยออกซิเจน ในกรณีของเรา เราใช้สิ่งมีชีวิตอื่นและออกซิเจนเพื่อรับพลังงานในการหายใจ ซึ่งจะมีน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์เกิดขึ้น
นอกจากนี้ เมื่อพืชสลายตัว มันจะกลายเป็นกลูโคส และเมื่อเวลาผ่านไป กลูโคสจะสร้าง CO อีกครั้ง2ในปฏิกิริยาที่ไม่ใช่ปฏิกิริยาผกผันของการสังเคราะห์ด้วยแสงและคาร์บอนไดออกไซด์จะกลับสู่บรรยากาศ
เรามีวัฏจักรคาร์บอน
โดย เจนนิเฟอร์ โฟกาซา
จบเคมี
ที่มา: โรงเรียนบราซิล - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/reacao-quimica-envolvida-na-fotossintese.htm