De fotolyse is een chemisch proces waardoor de absorptie van licht (stralingsenergie) de afbraak van een molecuul in kleinere componenten mogelijk maakt. Dat wil zeggen, licht levert de energie die nodig is om een molecuul in zijn samenstellende delen te breken. Het is ook bekend onder de namen van fotocompositie of fotodissociatie.
De fotolyse van water is bijvoorbeeld essentieel voor het bestaan van complexe levensvormen op aarde. Dit wordt gedaan door planten die zonlicht gebruiken. De afbraak van watermoleculen (H.tweeO) resulteert in moleculaire zuurstof (Otwee): waterstof wordt gebruikt voor de opslag van reducerend vermogen.
In algemene termen kunnen we zeggen dat bij fotolytische reacties de opname van een foton betrokken is. Dit komt van een stralingsenergie van verschillende golflengten, en dus met verschillende hoeveelheden energie.
Als het foton eenmaal is opgenomen, kunnen er twee dingen gebeuren. In een van hen absorbeert het molecuul energie, raakt opgewonden en ontspant zich vervolgens. In de andere staat die energie het verbreken van een chemische binding toe. Dit is fotolyse.
Dit proces kan worden gekoppeld aan de vorming van andere bindingen. Het verschil tussen een absorptie die veranderingen genereert naar een absorptie die geen kwantumopbrengst wordt genoemd.
Het is specifiek voor elk foton omdat het afhangt van de bron van energie-emissie. De kwantumopbrengst wordt gedefinieerd als het aantal gemodificeerde reactantmoleculen per geabsorbeerd foton.
Artikel index
De fotolyse van water is niet iets dat spontaan gebeurt. Dat wil zeggen, zonlicht verbreekt waterstofbruggen met zuurstof niet alleen omdat het dat wel doet. De fotolyse van water is niet iets dat zomaar gebeurt, het is gedaan. En levende organismen die fotosynthese kunnen uitvoeren, doen dat ook..
Om dit proces uit te voeren, nemen fotosynthetische organismen hun toevlucht tot de zogenaamde lichtreacties van fotosynthese. En om dit te bereiken, gebruiken ze uiteraard biologische moleculen, waarvan chlorofyl P680 de belangrijkste is..
In de zogenaamde Hill Reaction maken verschillende elektronentransportketens het mogelijk moleculaire zuurstof te verkrijgen uit de fotolyse van water, energie in de vorm van ATP en reducerend vermogen in de vorm van NADPH..
De laatste twee producten van deze lichte fase zullen worden gebruikt in de donkere fase van fotosynthese (of Calvin-cyclus) om CO te assimilerentwee en koolhydraten (suikers) produceren.
Deze transportketens worden fotosystemen (I en II) genoemd en hun componenten bevinden zich in chloroplasten. Elk van hen gebruikt verschillende pigmenten en ze absorberen licht van verschillende golflengten.
Het centrale element van het hele conglomeraat is echter het lichtverzamelingscentrum dat wordt gevormd door twee soorten chlorofyl (a en b), verschillende carotenoïden en een eiwit van 26 kDa..
De opgevangen fotonen worden vervolgens overgebracht naar de reactiecentra waar de reeds genoemde reacties plaatsvinden..
Een andere manier waarop levende wezens de fotolyse van water hebben gebruikt, is het genereren van moleculaire waterstof (H.tweeHoewel levende wezens op andere manieren moleculaire waterstof kunnen produceren (bijvoorbeeld door de werking van het bacteriële enzym formatohydrogenolyase), is de productie uit water een van de meest economische en efficiënte..
Dit is een proces dat verschijnt als een extra stap na of onafhankelijk van de hydrolyse van water. In dit geval kunnen organismen die de reacties van licht kunnen uitvoeren, iets extra's doen.
Het gebruik van H+ (protonen) en e- (elektronen) afgeleid van de fotolyse van water om H te creërentwee het is alleen gemeld bij cyanobacteriën en groene algen. In de indirecte vorm is de productie van Htwee het is na de fotolyse van water en het genereren van koolhydraten.
Het wordt uitgevoerd door beide soorten organismen. De andere manier, directe fotolyse, is nog interessanter en wordt alleen uitgevoerd door microalgen. Dit omvat het kanaliseren van elektronen die zijn afgeleid van de lichtafbraak van water uit fotosysteem II rechtstreeks naar het H-producerende enzym.twee (hydrogenase).
Dit enzym is echter zeer gevoelig voor de aanwezigheid van Otwee. De biologische productie van moleculaire waterstof door fotolyse van water is een gebied van actief onderzoek. Het is bedoeld om goedkope en schone alternatieven voor energieopwekking te bieden.
Een van de meest bestudeerde niet-biologische en spontane fotolyse is die van ozonafbraak door ultraviolet (UV) licht. Ozon, een azotroop van zuurstof, bestaat uit drie atomen van het element.
Ozon is aanwezig in verschillende delen van de atmosfeer, maar het hoopt zich op in een gebied dat we de ozonosfeer noemen. Deze zone met een hoge ozonconcentratie beschermt alle vormen van leven tegen de schadelijke effecten van UV-licht..
Hoewel UV-licht een zeer belangrijke rol speelt bij zowel de opwekking als de afbraak van ozon, vertegenwoordigt het een van de meest symbolische gevallen van moleculaire afbraak door stralingsenergie..
Enerzijds vertelt het ons dat niet alleen zichtbaar licht in staat is om actieve fotonen te leveren voor degradatie. Bovendien draagt het, in combinatie met biologische activiteiten voor het genereren van het vitale molecuul, bij aan het bestaan en de regulering van de zuurstofcyclus..
Fotodissociatie is ook de belangrijkste bron van afbraak van moleculen in de interstellaire ruimte. Andere fotolyseprocessen, deze keer gemanipuleerd door mensen, hebben een industrieel, fundamenteel wetenschappelijk en toegepast belang..
De fotodegradatie van antropogene verbindingen in wateren krijgt steeds meer aandacht. Menselijke activiteit bepaalt dat in veel gevallen antibiotica, medicijnen, pesticiden en andere verbindingen van synthetische oorsprong in het water terechtkomen.
Een manier om de activiteit van deze verbindingen te vernietigen of op zijn minst te verminderen, is door reacties waarbij lichtenergie wordt gebruikt om specifieke bindingen van die moleculen te verbreken..
In de biologische wetenschappen is het heel gebruikelijk om complexe fotoreactieve verbindingen te vinden. Eenmaal aanwezig in cellen of weefsels, worden sommigen van hen onderworpen aan een soort lichtstraling om ze te breken.
Dit genereert het uiterlijk van een andere verbinding waarvan de monitoring of detectie het mogelijk maakt om een groot aantal fundamentele vragen te beantwoorden..
In andere gevallen maakt de studie van verbindingen die zijn afgeleid van een fotodissociatiereactie gekoppeld aan een detectiesysteem het mogelijk om globale samenstellingsstudies van complexe monsters uit te voeren..
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.