Fotolyse (Wasserspaltung)
 

Die durch die Abgabe des Elektrons vom P680 (Photosystem II) an das Phaeophytin und weiter an die Elektronentransportkette entstandene Elektronenlücke hat eine gewaltige Anziehungskraft für Elektronen zur Folge.
Diese Zugkraft ist so groß, dass einem in der Nähe, am wasserspaltenden Komplex festgehaltenen Wassermolekül ein Elektron "geraubt" wird. Das hat zur Folge, dass das Wassermolekül in seine Bestandteile zerfällt!

Das Wasser wird in Protonen (H+), Elektronen (e-) und ein Sauerstoffatom (1/2 O2) gespalten.

Da dieser Elektronenentzug lichtbedingt ist, spricht man hier von der Fotolyse des Wassers. Wichtig ist, zu wissen, dass die Wasserspaltung, bei der sehr viel Energie frei wird (pro Wassermolekül 2 Elektronen!), die eigentliche Triebkraft für den weiteren Elektronentransport ist, und dass Wasser nur mit Hilfe von Lichtenergie gespalten werden kann.

 H2O --> 2 H+ + 2e- + 1/2 O2
 
Der wasserspaltende Komplex enthält ein manganhaltiges Protein, das in der Lage ist, die Wassermoleküle und die entstehenden Sauerstoffatome zu binden und festzuhalten, bis sie "fertig" als Molekül (O2) vorliegen und entlassen werden können. Andernfalls würde z.B. sehr viel reaktiver und sehr aggressiver Sauerstoff entstehen, der der Pflanze schadet. Außerdem sorgt dieses Protein für den einwandfreien Transfer der Elektronen zum Chlorophyll a im Reaktionszentrum.

 

Aufgabe:
Nehmen Sie Ihr Chemie-Schulbuch oder andere Chemiebücher zur Hand und suchen Sie Informationen zur Knallgasreaktion. Was passiert bei dieser Reaktion? Schreiben Sie die Reaktionsgleichung auf und vergleichen Sie sie mit der obigen der Wasserspaltung. Wieviel Energie wird bei der Knallgasreaktion freigesetzt? Was ist also für die umgekehrte Reaktion zu erwarten?