The fotolýza je chemický proces, jehož prostřednictvím absorpce světla (energie záření) umožňuje rozpad molekuly na menší složky. To znamená, že světlo poskytuje energii potřebnou k rozbití molekuly na její jednotlivé části. To je také známé pod jmény fotokompozice nebo fotodisociace.
Například fotolýza vody je nezbytná pro existenci složitých forem života na planetě. To je prováděno rostlinami využívajícími sluneční světlo. Rozklad molekul vody (HdvaO) vede k molekulárnímu kyslíku (Odva): vodík se používá k ukládání redukční energie.
Obecně lze říci, že fotolytické reakce zahrnují absorpci fotonu. To pochází ze zářivé energie různých vlnových délek, a proto s různým množstvím energie.
Jakmile je foton absorbován, mohou se stát dvě věci. V jednom z nich molekula absorbuje energii, vzrušuje se a poté končí relaxací. Ve druhé, tato energie umožňuje rozbití chemické vazby. Toto je fotolýza.
Tento proces lze spojit s vytvořením dalších vazeb. Rozdíl mezi absorpcí, která generuje změny, se nazývá absorpce, která se nenazývá kvantový výtěžek.
Je to specifické pro každý foton, protože závisí na zdroji emise energie. Kvantový výtěžek je definován jako počet modifikovaných molekul reaktantů na absorbovaný foton.
Rejstřík článků
Fotolýza vody není něco, co se děje spontánně. To znamená, že sluneční světlo nerozbije vodíkové vazby s kyslíkem jen proto, že ano. Fotolýza vody není něco, co se prostě děje, to je hotové. A živé organismy schopné fotosyntézy ano..
K provedení tohoto procesu se fotosyntetické organismy uchylují k takzvaným světelným reakcím fotosyntézy. K dosažení tohoto cíle samozřejmě používají biologické molekuly, z nichž nejdůležitější je chlorofyl P680..
V takzvané Hillově reakci umožňuje několik elektronových transportních řetězců získat molekulární kyslík z fotolýzy vody, energie ve formě ATP a redukční energie ve formě NADPH..
Poslední dva produkty této světelné fáze budou použity v temné fázi fotosyntézy (neboli Calvinova cyklu) k asimilaci COdva a produkují sacharidy (cukry).
Tyto transportní řetězce se nazývají fotosystémy (I a II) a jejich složky se nacházejí v chloroplastech. Každý z nich používá různé pigmenty a absorbují světlo různých vlnových délek.
Ústředním prvkem celého konglomerátu je však centrum sběru světla tvořené dvěma typy chlorofylu (a a b), různými karotenoidy a proteinem 26 kDa..
Zachycené fotony jsou poté přeneseny do reakčních center, ve kterých probíhají již zmíněné reakce..
Dalším způsobem, jakým živé bytosti využívají fotolýzu vody, je tvorba molekulárního vodíku (Hdva). Ačkoli živé bytosti mohou produkovat molekulární vodík jinými způsoby (například působením bakteriálního enzymu formatohydrogenolyázy), je výroba z vody jednou z nejekonomičtějších a nejúčinnějších..
Jedná se o proces, který se jeví jako další krok po hydrolýze vody nebo na ní nezávisí. V tomto případě jsou organismy schopné provádět reakce světla schopné udělat něco navíc.
Použití H+ (protony) a e- (elektrony) odvozené z fotolýzy vody za vzniku Hdva byl zaznamenán pouze u sinic a zelených řas. V nepřímé formě je produkce Hdva je to po fotolýze vody a tvorbě sacharidů.
Provádí ji oba typy organismů. Druhá cesta, přímá fotolýza, je ještě zajímavější a provádí ji pouze mikrořasy. To zahrnuje směrování elektronů odvozených od rozpadu světla z fotosystému II přímo na enzym produkující H.dva (hydrogenáza).
Tento enzym je však vysoce citlivý na přítomnost Odva. Biologická produkce molekulárního vodíku fotolýzou vody je oblastí aktivního výzkumu. Jeho cílem je poskytnout levné a čisté alternativy výroby energie.
Jednou z nejvíce studovaných nebiologických a spontánních fotolýz je degradace ozonu ultrafialovým (UV) světlem. Ozon, azotrop kyslíku, je tvořen třemi atomy prvku.
Ozon je přítomen v různých oblastech atmosféry, ale hromadí se v jednom, kterému říkáme ozonosféra. Tato zóna vysoké koncentrace ozonu chrání všechny formy života před škodlivými účinky UV světla..
I když UV světlo hraje velmi důležitou roli jak při tvorbě, tak při degradaci ozonu, představuje jeden z nejtypičtějších případů molekulárního rozpadu radiační energií..
Na jedné straně nám říká, že nejen viditelné světlo je schopné poskytovat aktivní fotony k degradaci. Kromě toho ve spojení s biologickými aktivitami pro generování vitální molekuly přispívá k existenci a regulaci kyslíkového cyklu..
Fotodisociace je také hlavním zdrojem rozpadu molekul v mezihvězdném prostoru. Jiné procesy fotolýzy, tentokrát manipulované lidmi, mají průmyslový, základní vědecký a aplikovaný význam..
Stále větší pozornosti se věnuje fotodegradaci antropogenních sloučenin ve vodách. Lidská činnost určuje, že antibiotika, léky, pesticidy a další sloučeniny syntetického původu často končí ve vodě.
Jedním ze způsobů, jak zničit nebo alespoň snížit aktivitu těchto sloučenin, jsou reakce, které zahrnují použití světelné energie k rozbití specifických vazeb těchto molekul..
V biologických vědách je velmi běžné najít složité fotoreaktivní sloučeniny. Jakmile jsou přítomny v buňkách nebo tkáních, jsou některé z nich vystaveny určitému typu světelného záření, které je rozbije.
To generuje vzhled další sloučeniny, jejíž monitorování nebo detekce umožňuje odpovědět na řadu základních otázek..
V ostatních případech umožňuje studium sloučenin odvozených z fotodisociační reakce spojené s detekčním systémem provádět globální studie složení komplexních vzorků..
Zatím žádné komentáře