Fotoliza

Co to jest Photólysis?

fotoliza Jest to proces chemiczny, przez który wchłanianie światła (energia promieniowania) umożliwia pęknięcie cząsteczki w mniejszych składnikach. Oznacza to, że światło zapewnia energię wymaganą, aby cząsteczka do włamania się do części, które ją komponują. Jest również znany z nazwisk fotodów lub nazw fotodizocjacji.

Na przykład fotoliza wody jest niezbędna do istnienia złożonych form życia na planecie. Jest to przeprowadzane przez rośliny za pomocą światła słonecznego.

Pęknięcie cząsteczek wody (H₂O) zapewnia w wyniku wyniku tlen cząsteczkowy (lub₂): Wodór służy do zmniejszania magazynowania energii.

Ogólnie rzecz biorąc, możemy powiedzieć, że reakcje fotolityczne obejmują wchłanianie fotonu. Wynika to z promiennej energii o różnych długościach fali, a zatem z różnymi ilościami energii.

Po wchłonięciu fotonu mogą się zdarzyć dwie rzeczy. W jednym z nich cząsteczka pochłania energię, jest podekscytowana, a następnie relaksuje. Z drugiej strony energia pozwala na pęknięcie wiązania chemicznego. To jest fotoliza.

Proces ten można połączyć z tworzeniem innych linków. Różnica między absorpcją, która generuje zmiany w takiej, która nie nazywa się wydajnością kwantową.

Jest to szczególne dla każdego fotonu, ponieważ zależy od źródła emisji energii. Wydajność kwantowa jest definiowana jako liczba cząsteczek reagentów zmodyfikowanych przez zaabsorbowany foton.

Fotoliza w żywych istotach

Fotoliza wody nie jest czymś, co dzieje się spontanicznie. To znaczy światło słoneczne nie łamie wiązań wodorowych z tlenem, ponieważ. Fotoliza wody nie jest czymś, co po prostu się pojawia, robi się. A żywe organizmy zdolne do wykonania fotosyntezy.

Aby przeprowadzić ten proces, organizmy fotosyntetyczne uciekają się do reakcji SO -Called of Photosynthesis Light. I aby to osiągnąć, używają oczywiście cząsteczek biologicznych, z których najważniejszym jest chlorofil p680.

W reakcji wzgórza SO kilka elektronów przenośnych łańcuchów pozwala wodzie na uzyskanie tlenu cząsteczkowego, energii w kształcie ATP i mocy redukcyjnej w postaci NADPH.

Dwa ostatnie produkty tej świetlistej fazy zostaną zastosowane w fazie ciemności fotosyntezy (lub cyklu Calvin) w celu asymilacji Co₂ i produkcji węglowodanów (cukry).

Fotosystemy I i II

Te łańcuchy przenośników nazywane są fotosystemami (I i II), a ich składniki znajdują się w chloroplastach. Każdy z nich używa różnych pigmentów i pochłania światło o różnych długościach fal.

Centralnym elementem całego konglomeratu jest centrum kolektora światła utworzonego przez dwa rodzaje chlorofilu (A i B), różne karotenoidy i białko 26 kDa.

Schwytane fotony są następnie przenoszone do centrów reakcji, w których występują wspomniane reakcje.

Wodór molekularny

Inny sposób, w jaki żywe istoty stosowały fotoliza wody, obejmuje wytwarzanie wodoru molekularnego (H₂).

Chociaż żywe istoty mogą wytwarzać wodór molekularny na inne sposoby (na przykład poprzez działanie bakterii enzymu Formiahydrogenoliasa), produkcja z wody jest jednym z najtańszych i najbardziej wydajnych.

Jest to proces, który pojawia się jako dodatkowy lub niezależny dodatkowy krok do hydrolizy wodnej. W takim przypadku organizmy, które mogą wykonywać reakcje lekkie, są w stanie zrobić coś dodatkowego.

Użycie H⁺ (protony) i e- (elektrony) pochodzące z fotolizy wody w celu stworzenia h₂ Zgłoszono to tylko w sinice i zielonych glonach. W formie pośredniej produkcja H₂ To jest po fotolizie wody i wytwarzaniu węglowodanów.

Są one przeprowadzane przez oba rodzaje organizmów. Z drugiej strony, bezpośrednia fotoliza, jest jeszcze bardziej interesująca i jest wykonywana tylko przez mikroalgi.

Bezpośrednia fotoliza obejmuje kierowanie elektronów pochodzących z rozkładu światła fotosystemu II bezpośrednio do enzymu wytwarzającego HA H₂ (Wodoraza).

Ten enzym jest jednak bardzo podatny na obecność lub₂. Biologiczna produkcja wodoru molekularnego z powodu fotolizy wody jest aktywnym obszarem badawczym. Ma na celu zapewnienie tanich i czystej energii alternatywnej.

Fotoliza niebiologiczna

Degradacja ozonu przez światło ultrafioletowe

Jednym z najczęściej badanych nie -biologicznych i spontanicznych fotolizysów jest degradacja ozonu przez światło ultrafioletowe (UV). Ozon, azeotropo tlenu, składa się z trzech atomów pierwiastka.

Ozon jest obecny w różnych obszarach atmosfery, ale gromadzi się w jednej nazywamy Ozonesferę. Ten obszar o wysokim stężeniu ozonu chroni wszystkie formy życia przed szkodliwymi skutkami światła UV.

Chociaż światło UV odgrywa ważną rolę zarówno w wytwarzaniu, jak i degradacji ozonu, reprezentuje jeden z najbardziej symbolicznych przypadków pęknięcia molekularnego przez energię promieniową.

Z jednej strony wskazuje, że nie tylko światło widzialne jest w stanie zapewnić aktywne fotony do degradacji. Ponadto, wraz z działaniami biologicznymi do generowania istotnej cząsteczki, przyczynia się do istnienia i regulacji cyklu tlenu.

Inne procesy

Fotodizocjacja jest również głównym źródłem łamania cząsteczek w przestrzeni międzygwiezdnej. Inne procesy Photólysis, tym razem manipulowane przez człowieka, mają znaczenie przemysłowe i naukowe, podstawowe i stosowane.

Fotodegradacja związków pochodzenia antropicznego w wodach otrzymuje coraz większą uwagę. Aktywność człowieka określa, że ​​przy wielu okazjach antybiotyki, leki, pestycydy i inne związki syntetycznego pochodzenia, koniec w wodzie.

Jednym ze sposobów niszczenia, a przynajmniej zmniejszenia aktywności tych związków są reakcje obejmujące wykorzystanie energii światła do łamania określonych powiązań tych cząsteczek.

W naukach biologicznych bardzo często można znaleźć złożone związki fotoreaktywne. Po obecności w komórkach lub tkankach, niektóre z nich są poddawane pewnemu rodzajem promieniowania światła, aby je złamać.

To generuje wygląd innego związku, którego monitorowanie lub wykrywanie pozwala nam odpowiedzieć na wiele podstawowych pytań.

W innych przypadkach badanie związków pochodzących z reakcji fotodisocjacji przyłączonej do systemu wykrywalności umożliwia przeprowadzenie globalnych badań kompleksowych składu.

Bibliografia

1. Brodbelt, J. S. Spektrometria masowa fotodisocjacji: nowe narzędzia do charakteryzacji cząsteczek biologicznych. Recenzje społeczeństwa chemicznego.
2. Cardona, t., Shao, s., Nixon, s. 1. J. Zwiększenie fotosyntezy w roślinach: reakcje lekkie. Eseje w biochemii.