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Fotólisis Función y Características

Fotólisis

La fotólisis es el tipo de fotodisociación en la que un compuesto se descompone por la luz u otras formas de energía radiante.

La fotólisis (también llamada fotodisociación y fotodescomposición) es una reacción química en la cual un químico inorgánico (o un químico orgánico) se descompone por fotones y es la interacción de uno o más fotones con una molécula objetivo.

La reacción de fotólisis no se limita a los efectos de la luz visible, sino que cualquier fotón con suficiente energía puede causar la transformación química de los enlaces inorgánicos de una sustancia química. Dado que la energía de un fotón es inversamente proporcional a la longitud de onda, las ondas electromagnéticas con la energía de la luz visible o superior, como la luz ultravioleta, los rayos X y los rayos gamma, también pueden iniciar reacciones de fotólisis.

La fotólisis no debe confundirse con la fotosíntesis, que es un proceso de dos partes en el que un organismo vivo sintetiza químicos naturales (típicamente químicos orgánicos) como parte del ciclo de vida (química de vida) del organismo.

Fotólisis indirecta o sensibilizada

Fotólisis

La fotólisis indirecta o fotólisis sensibilizada ocurre cuando la energía de la luz capturada (absorbida) por una molécula se transfiere a la molécula orgánica de interés. La especie donante (el sensibilizador) no sufre una reacción neta en el proceso pero tiene un efecto esencialmente catalítico.

Además, la probabilidad de que una molécula sensibilizada done su energía a una molécula aceptora es proporcional a la concentración de ambas especies químicas. Por lo tanto, las mezclas complejas pueden, en algunos casos, producir una mejora de las tasas de fotólisis de los componentes individuales a través de reacciones sensibilizadas.

Las reacciones a la luz

El paso principal de una reacción de fotólisis es

X+hν→X⁎

donde X⁎ es un estado excitado electrónicamente de la molécula X y posteriormente se somete a procesos físicos o químicos.

La fotólisis es un proceso químico mediante el cual los enlaces químicos se rompen como resultado de la transferencia de energía de la luz ( fotólisis directa ) o energía radiante (fotólisis indirecta) a estos enlaces. La tasa de fotólisis depende de numerosos factores químicos y ambientales, incluidas las propiedades de adsorción de luz y la reactividad del químico, y la intensidad de la radiación solar ( ).

En el proceso, el mecanismo fotoquímico de la fotólisis se divide en tres etapas: (1) la adsorción de luz que excita los electrones en la molécula, (2) los procesos fotoquímicos primarios que transforman o desexcitan la molécula excitada, y (3) las reacciones térmicas secundarias (“oscuras”) Lyman et al., 1982 que transforman los intermedios producidos en el paso anterior (paso 2).

Ejemplo de Fotólisis

ejemplos

El ejemplo más conocido de un proceso fotolítico es la técnica experimental conocida como fotólisis flash, empleada en el estudio de intermedios químicos de corta duración formados en muchas reacciones fotoquímicas.

La técnica, desarrollada por los químicos ingleses RGW Norrish y George Porter en 1949, consiste en someter un gas o líquido a una intensa explosión de luz que dura unos pocos microsegundos o milisegundos, seguido de un segundo destello, normalmente menos intenso. El primer flash disocia el compuesto absorbente en fragmentos moleculares de corta duración y el segundo flash proporciona un medio para su identificación porespectrofotometría.

El método es una herramienta valiosa para la identificación de intermedios químicos transitorios y, por lo tanto, para el estudio de mecanismos de reacciones químicas rápidas.

Reacciones de fotólisis

reaciones

Las reacciones de fotólisis son iniciadas o sostenidas por la absorción deRadiación electromagnética. Un ejemplo, la descomposición del ozono en oxígeno en la atmósfera, se menciona anteriormente en la sección Consideraciones cinéticas. Otro ejemplo es la síntesis de clorometano a partir de metano y cloro, que se inicia por la luz. La reacción general es

CH 4 (g) + Cl 2 (g) + h υ → CH 3 Cl (g) + HCl (g),

donde h υ representa la luz. Esta reacción, casualmente, también es una reacción en cadena. Comienza con la reacción endotérmica de un cloro.molécula (Cl 2 ) para dar átomos de cloro, un proceso que ocurre bajo irradiación ultravioleta.

Cuando se forman, algunos de los átomos de cloro se recombinan para formar moléculas de cloro, pero no todos lo hacen. Si un átomo de cloro choca con una molécula de metano, se produce una propagación en cadena de dos pasos. El primer paso de propagación produce el radical metilo (CH 3 ).

Esta especie de radicales libres reacciona con una molécula de cloro para dar el producto y un átomo de cloro, que continúa la reacción en cadena durante muchos pasos adicionales. Los posibles pasos de terminación incluyen la combinación de dos radicales metilo para formar etano (CH 3 CH 3) y una combinación de radicales metilo y cloro para dar clorometano.

 

  • Paso de iniciación de la cadena:Cl 2 ⇌ 2 ∙ Cl
  • Pasos de propagación en cadena:CH 4 + ∙ Cl → ∙ CH 3 + HCl∙ CH 3 + Cl 2 → CH 3 Cl + ∙ Cl
  • Posibles pasos de terminación de la cadena:∙ CH 3 + ∙ CH 3 → CH 3 CH 3∙ CH 3 + ∙ Cl → CH 3 Cl

Fotólisis del agua en biología

Fotólisis del agua

En el corazón de la fotosíntesis, el proceso principal por el cual la energía solar ingresa a la biosfera, es una enzima fascinante que oxida el agua y como efecto secundario produce el oxígeno en la atmósfera.

En su perspectiva, Rutherford y Boussac describen cómo una estructura de la enzima determinada por Ferreira et al. contribuye a nuestra comprensión de la fotosíntesis. Además de proporcionar la estructura tan esperada del sitio catalítico, el trabajo proporciona restricciones para futuros modelos mecanicistas.

Fotosistemas

Los fotosistemas contienen un complejo de antenas. El complejo de antena contiene el pigmento clorofila a, y es lo que los hace verdes. Los fotosistemas también tienen pigmentos accesorios de otros colores. Los pigmentos, como recordarán, absorben longitudes de onda específicas de luz. En el fotosistema II, las moléculas de clorofila se llaman P680 porque absorben óptimamente la luz a esta longitud de onda, mientras que en el fotosistema I, son P700.

Dentro de una célula vegetal, dentro de un cloroplasto y dentro de una membrana tilacoidea, hay fotosistemas, que son los sitios de las reacciones de fotosíntesis dependientes de la luz. Hay dos tipos de fotosistemas: fotosistema I y fotosistema II. Photosystem II en realidad se usa antes del fotosistema I, pero están numerados por el orden en que fueron descubiertos.

En estos fotosistemas, los pigmentos pasan la energía absorbida de la luz al centro de reacción, esto es en el medio del fotosistema. El centro de reacción contiene un par especial de moléculas de clorofila junto con proteínas. Aquí viene la parte emocionante, literalmente.

Procesos

Cuando la energía de la luz llega al centro de reacción, los electrones de las moléculas de clorofila se excitan a un nivel de energía más alto. ¡Imagine que la energía de la luz salta en un trampolín a lo largo de un fotosistema y luego se dispara, aterrizando directamente en el centro, enviando electrones en el aire, entregados a un receptor de electrones primario !

Ahora, lo que sube debe volver a bajar. Estos electrones energizados regresan a niveles de energía al moverse a través de una cadena de transporte de electrones. Quizás recuerdes la cadena de transporte de electrones de la respiración celular.

La cadena de transporte de electrones en la fotosíntesis es similar a esto. Las proteínas aceptoras de electrones residen dentro de la membrana tilacoidea. Estas proteínas también se reducen a medida que aceptan electrones y se oxidan a medida que pasan electrones por esta cadena.

El aceptor de electrones primario pasa los electrones a estas proteínas de membrana a medida que disminuyen su nivel de energía hasta que alcanzan el fotosistema I. Mientras tanto, la cadena de transporte de electrones de la fotosíntesis, al igual que en la respiración celular, crea un gradiente de concentración de protones que produce ATP, o energía química, a medida que los protones se mueven a través de una ATP sintasa.

 

 

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Que es la Fotólisis
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Que es la Fotólisis
Descripción
Fotólisis es Descomposición química inducida por la luz u otra energía radiante. Fotólisis juega un importante papel en la fotosíntesis, durante la cual se produce la energía por la división de agua moléculas en gaseosas de oxígeno y de hidrógeno iones.
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