Chemie begreifen, Schulbuch

Für besonders Interessierte Hier wird es anschaulicher Das Wichtigste K4 136 Die Triebkraft für fast alle Lebensvorgänge stammt aus Kernfusionsprozessen in der Sonne. Nur wenige einfachste und urtümliche Lebensformen können andere Energiequellen nutzen. Bei Temperaturen von ca. 100 Millionen °C verschmelzen die vermutlich als Folge des Urknalls ent- standenen Wasserstoffatome zu Heliumatomen. Die von der Sonne abgestrahlte Lichtenergie sorgt durch andauernde Gleichgewichtsverschiebung für den Ablauf der Fotosynthese. Durch die Atmung wird der Kreislauf geschlossen. Die gebildete Glucose ist das am häufigsten vorkommende Molekül der Biosphäre. Sie ist infolge der zahlreichen O–H-Bindungen polar und wasserlöslich und dank der C–C- und C–H-Bindungen sehr energiereich. Durch einfache Reaktionen kann sie in wasserunlöslicher Form (Stärke) gespeichert oder zu einem Gerüststoff (Cellulose) umgewandelt werden. Die enorme Triebkraft der Atmung wird in der Zelle in vielen kleinen Schritten ausgenützt, um die energiereichen Moleküle ATP und NADH in Kreislaufprozessen zu regenerieren. Diese übertragen ihre Triebkraft durch Kopplung auf viele lebenswichtige Reaktionen, die von selbst nicht ablaufen können. Waldlichtung mit Sonnenstrahlen Ein chemischer Kreislaufprozess besteht aus mehreren Reaktionen. Jede Reaktion besitzt Triebkraft, oder es muss eine Gleich- gewichtsverschiebung gemäß dem Prinzip von Le Châtelier erfolgen. Fotosynthese und Atmung bilden zusammen den wichtigsten Kreislauf auf dem Planeten Erde. Er wird durch Sonnenenergie ange- trieben. In den Kreislauf von Fotosynthese und Atmung sind viele kleinere Kreisläufe eingebettet oder angeschlossen, die ähnlich wie das Blue-Bottle-Experiment funktionie- ren: Wie von einem laufenden Motor werden ständig Stoffteilchen mit großer Triebkraft aufgenommen, umgewandelt und mit ver- ringerter Triebkraft wieder abgegeben. Kreislauf, der wie ein »Motor« mit O 2 und Glucose betrieben wird Edukte Produkte 1. O 2 + Leukoform Methylenblau 2. Glucose + Methylenblau Leukoform + Gluconsäure 1. + 2. O 2 + Glucose Gluconsäure Atmung Fotosynthese Sonne Licht ( ∆ H) + 6 H 2 O + 6 CO 2 C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 Hydrosphäre Atmosphäre Nahrung Atmosphäre Atmosphäre ( ∆ H) + 6 H 2 O + 6 CO 2 C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 Energie für weitere biologisch wichtige Reaktionen und zur Erhaltung der Körpertemperatur 1. 2. schütteln O 2 (Edukt) + Leukoform (Edukt) Methylenblau (Produkt) Gluconsäure + Leukoform (Produkt) Methylenblau (Edukt) + Glucose Glucose O 2 Gluconsäure Dieser Kreislauf setzt sich aus zwei Reaktionen zusammen. Durch Zusammenzählen aller Edukte und Produkte ergibt sich eine Gesamtbilanz (1. + 2.), die Triebkraft besitzt. Stoffe, die einerseits gebildet und später durch eine andere Reaktion verbraucht werden, tragen insgesamt zur Stoffumwandlung nichts bei. Deshalb scheinen ihre Formeln in der Gesamtbilanz nicht mehr auf. Der wichtigste Kreislauf der Biosphäre Nur zu Prüfzwecken E – Eigentum des Verlags öbv