Det fotolyse er en kemisk proces, hvorved absorption af lys (strålingsenergi) tillader nedbrydning af et molekyle i mindre komponenter. Det vil sige, lys tilvejebringer den energi, der kræves for at bryde et molekyle i dets komponentdele. Det er også kendt under navnene på fotodekomposition eller fotodissociation.
Fotolyse af vand er for eksempel afgørende for eksistensen af komplekse livsformer på planeten. Dette udføres af planter, der bruger sollys. Nedbrydningen af vandmolekyler (HtoO) resulterer i molekylært ilt (Oto): brint bruges til lagring af reducerende effekt.
Generelt kan vi sige, at fotolytiske reaktioner involverer absorption af en foton. Dette kommer fra en strålende energi med forskellige bølgelængder og derfor med forskellige mængder energi.
Når fotonet er absorberet, kan der ske to ting. I en af dem absorberer molekylet energi, bliver ophidset og ender derefter med at slappe af. I den anden tillader den energi, at en kemisk binding brydes. Dette er fotolyse.
Denne proces kan kombineres med dannelsen af andre obligationer. Forskellen mellem en absorption, der genererer ændringer til en, der ikke kaldes kvanteudbytte.
Det er specielt for hver foton, fordi det afhænger af kilden til energimission. Kvanteudbyttet er defineret som antallet af modificerede reaktantmolekyler pr. Absorberet foton.
Artikelindeks
Fotolyse af vand er ikke noget, der sker spontant. Det vil sige, sollys bryder ikke hydrogenbindinger med ilt, bare fordi det gør det. Fotolyse af vand er ikke noget, der bare sker, det er gjort. Og levende organismer, der er i stand til at udføre fotosyntese gør det..
For at udføre denne proces, anvender fotosyntetiske organismer de såkaldte lysreaktioner af fotosyntese. Og for at opnå dette bruger de naturligvis biologiske molekyler, hvoraf den vigtigste er klorofyl P680..
I den såkaldte Hill-reaktion tillader adskillige elektrontransportkæder, at der opnås molekylært ilt fra fotolyse af vand, energi i form af ATP og reducerende effekt i form af NADPH..
De sidste to produkter af denne lysfase vil blive brugt i den mørke fase af fotosyntese (eller Calvin-cyklus) til at assimilere COto og producere kulhydrater (sukker).
Disse transportkæder kaldes fotosystemer (I og II), og deres komponenter er placeret i kloroplaster. Hver af dem bruger forskellige pigmenter, og de absorberer lys med forskellige bølgelængder.
Det centrale element i hele konglomeratet er imidlertid lysopsamlingscentret dannet af to typer klorofyl (a og b), forskellige carotenoider og et 26 kDa protein..
De fangede fotoner overføres derefter til de reaktionscentre, hvor de allerede nævnte reaktioner finder sted..
En anden måde, hvorpå levende ting har brugt fotolyse af vand, involverer dannelsen af molekylært brint (H.to). Selvom levende væsener kan producere molekylært brint på andre måder (for eksempel ved hjælp af det bakterielle enzym formatohydrogenolyase), er produktion fra vand en af de mest økonomiske og effektive..
Dette er en proces, der vises som et yderligere trin efter eller uafhængig af hydrolysen af vand. I dette tilfælde er organismer, der er i stand til at udføre lysets reaktioner, i stand til at gøre noget yderligere.
Brugen af H+ (protoner) og e- (elektroner) afledt af fotolyse af vand for at skabe Hto det er kun rapporteret i cyanobakterier og grønalger. I den indirekte form blev produktionen af Hto det er efter fotolyse af vand og dannelsen af kulhydrater.
Det udføres af begge typer organismer. Den anden måde, direkte fotolyse, er endnu mere interessant og udføres kun af mikroalger. Dette involverer kanalisering af elektroner afledt fra lysnedbrydning af vand fra fotosystem II direkte til det H-producerende enzym.to (hydrogenase).
Dette enzym er imidlertid meget modtageligt for tilstedeværelsen af Oto. Den biologiske produktion af molekylært brint ved fotolyse af vand er et område med aktiv forskning. Det sigter mod at tilbyde billige og rene alternativer til energiproduktion.
En af de mest undersøgte ikke-biologiske og spontane fotolyse er nedbrydning af ozon ved ultraviolet (UV) lys. Ozon, en azotrop af ilt, består af tre atomer i elementet.
Ozon er til stede i forskellige områder af atmosfæren, men det akkumuleres i et, som vi kalder ozonosfæren. Denne zone med høj ozonkoncentration beskytter alle former for liv mod de skadelige virkninger af UV-lys..
Selvom UV-lys spiller en meget vigtig rolle i både dannelse og nedbrydning af ozon, repræsenterer det et af de mest symbolske tilfælde af molekylær nedbrydning ved strålingsenergi..
På den ene side fortæller det os, at ikke kun synligt lys er i stand til at give aktive fotoner til nedbrydning. Derudover bidrager det i forbindelse med biologiske aktiviteter til generering af det vitale molekyle til eksistensen og reguleringen af iltcyklussen..
Fotodissociation er også den vigtigste kilde til nedbrydning af molekyler i det interstellære rum. Andre fotolyseprocesser, denne gang manipuleret af mennesker, har industriel, grundlæggende videnskabelig og anvendt betydning..
Fotodegradering af menneskeskabte forbindelser i farvande får stigende opmærksomhed. Menneskelig aktivitet bestemmer, at antibiotika, stoffer, pesticider og andre forbindelser af syntetisk oprindelse ved mange lejligheder ender i vandet.
En måde at ødelægge eller i det mindste mindske aktiviteten af disse forbindelser er gennem reaktioner, der involverer brugen af lysenergi til at bryde specifikke bindinger af disse molekyler..
I de biologiske videnskaber er det meget almindeligt at finde komplekse fotoreaktive forbindelser. Når de er til stede i celler eller væv, udsættes nogle af dem for en eller anden form for lysstråling for at bryde dem.
Dette genererer udseendet af en anden forbindelse, hvis overvågning eller påvisning gør det muligt at besvare en lang række grundlæggende spørgsmål..
I andre tilfælde tillader undersøgelsen af forbindelser afledt af en fotodissociationsreaktion koblet til et detektionssystem at udføre globale sammensætningsundersøgelser af komplekse prøver..
Endnu ingen kommentarer