Toegepaste scheikunde thema 4: Fotosynthese

• Scheikunde
• MBO
• Studiejaar 1

Toegepaste scheikunde thema 4: Fotosynthese

Thema's bij toegepaste scheikunde

1. Stoffen en molecuulformules
2. Bodemanalyse en reactievergelijkingen
3. Grond- en oppervlaktewater
4. Fotosynthese
5. pH in de bodem en pH in het melksysteem
6. Mest en urine
7. Broeikasgas 

Planning

• Ma 22 januari - Start deel twee, fotosynthese
• Ma 29 januari - pH in bodem en in melksysteem
• Ma 05 februari - Mest en urine
• Ma 12 februari - Rosenmontag
• Ma 19 februari - Voorjaarsvakantie
• Ma 26 februari - Broeikasgas
• Ma 04 maart - Herhaling en oefenen lesstof
• Ma 11 maart - Toets deel 2
• Cijfers gemiddeld = eindcijfer

Planning

• Di 23 januari -  Oefentoets 
• Di 30 januari -  Toets deel 1 
• Di 06 februari - Start deel twee, fotosynthese 
• Ma 12 februari - Rosenmontag
• Ma 19 februari - Voorjaarsvakantie
• Ma 26 februari - pH in bodem en in melksysteem 
• Ma 04 maart - Mest en urine / Herhaling en oefenen lesstof
• Ma 11 maart - Toets deel 2
• Cijfers gemiddeld = eindcijfer

Leerdoelen

Aan het einde van de les kun jij:

• Je kunt door middel van reactievergelijking uitleggen wat er gebeurt tijdens fotosynthese in een gewas;
  
  
• Je kunt door middel van reactievergelijking uitleggen wat er gebeurt tijdens dissimilatie.

Bij een chemische reactie gebeurt het volgende:

- de (eigenschappen van de) beginstof verdwijnt

- er ontstaat een nieuw reactieproduct

 - het is onomkeerbaar

Chemische reacties worden weergegeven in een:

- Reactie-schema 

of

- Reactievergelijking

Een aantal belangrijke..

We behandelen tijdens deze les:

- fotosynthese

- dissimilatie

- mineralisatie

Fotosynthese

Een belangrijk scheikundig proces binnen de landbouw is de fotosynthese. Fotosynthese is het proces waarbij planten water en koolstofdioxide onder invloed van energie uit licht omzetten in zuurstof en glucose.

De zuurstof die we iedere dag inademen, hebben we te danken aan bomen en planten. Zij zetten CO2 met behulp van licht en water om in zuurstof en suikers. Zonder deze fotosynthese zou er dus amper leven op aarde zijn. Hoe werkt fotosynthese eigenlijk? En kunnen wij de formule van fotosynthese nabootsen, op weg naar een duurzame toekomst?

Fotosynthese 

• Proces om suikers en zuurstof te maken
  

• Kan alleen overdag plaatsvinden

• Fotosynthese vindt plaats in de chloroplasten
  
  
• Koolstofdioxide + water + licht   →   glucose + zuurstof 
  
  
• 6CO2 + 6H20 + licht → C6H12O6 + 6O2
  

Maak de reactievergelijking kloppend
...CO2+...H2O +zonlicht--> C6 H12 O6+...O2

Fotosynthese vindt overdag in de plant plaats, hoe heet hetgeen dat 's nachts in de plant gebeurt?

1. dissimilatie
2. slapen
3. assimilatie
4. ademhalen

Plant doet ook aan verbranding

• Net als wij. 
• Een plant verbruikt energie.
• Plant kan energie vrijmaken door glucose (suiker) te verbranden. Hierbij wordt ook zuurstof gebruikt.
• Hierbij komt de afvalstof koolstofdioxide vrij.

• Resultaat: Plant heeft energie om te leven en te groeien

Dissimilatie (verbranding)

In de nacht vindt verbranding plaats, dat noem je ook wel dissimilatie. Glucose wordt dan gevormd en daarbij komt energie vrij. 

Fotosynthese is eigenlijk het omgekeerde van dissimilatie

Dissimilatie (verbranding)

Om te groeien heeft een plant energie nodig. Deze energie maakt de plant vrij door glucose te verbranden (= reactie met zuurstof). Er ontstaat dan water en koolstofdioxide. Bij deze reactie komt energie vrij.

C6H12O6 + 6 H2O + 6 O2 --> 6 CO2 + 12 H2O + energie

De reactievergelijking van verbranding

Glucose + zuurstof --> water + koolstofdioxide + energie

C6H12O6+ O2 --> H2O + CO2+ energie

De energie die tijdens verbranding vrijkomt kan door de plant gebruikt worden om te groeien.

Overdag zowel fotosynthese als verbranding

's nachts alleen verbranding

Mineralisatie

Mineralisatie is het proces waarbij vers organisch materiaal zoals bladeren, takken, dode planten en dieren door micro-organismen wordt afgebroken. Bij dit proces komt een aantal voedingsstoffen (stikstof, fosfor, kalium, calcium, magnesium, zwavel, sporenelementen) en CO2 vrij.

Een deel van het verse organische materiaal wordt niet afgebroken, maar wordt omgezet naar organische stof in de bodem. Dit proces noemen we humificatie. De stof die hierbij ontstaat noemen we humus.

De veehouderij heeft de mineralen in de kringloop nodig om het gewas te laten groeien. De mineralen zitten in de mest.

Mest bevat ammoniak, dat is een gas. Dit gas moet omgezet worden naar nitraat voordat het door de planten kan worden opgenomen.

Door mest te verdunnen met water voorkom je dat het ammoniakgas verdampt naar de lucht en dus niet meer door plantenwortels kan worden opgenomen.

De humus in de bodem wordt op zijn beurt weer afgebroken door micro-organismen en ondergaat dus opnieuw mineralisatie en humificatie. Zo ontstaat er een steeds stabielere vorm van humus.

Mineralisatie en humificatie zijn biologische processen. Zij hangen af van diverse factoren, waaronder de temperatuur en het vochtgehalte. Zo komt de mineralisatie pas echt op gang als de bodemtemperatuur boven de 15 oC is. Wanneer de grond uitgedroogd is, valt de mineralisatie helemaal stil; is de grond erg nat, dan gaat de mineralisatie zeer langzaam.

De omzetting van ammoniak naar nitraat is een vorm van mineralisatie

Mineralisatie

Plantenresten, afgevallen bladeren en dode dieren worden in of op de bodem door micro-organismen omgezet in anorganische verbindingen zoals

nitraat en koolstofdioxide. Deze anorganische stoffen kunnen vervolgens door planten gebruikt worden als voedingsstoffen.

Zo wordt door middel van nitrificatie ammoniak omgezet in nitraat, een voedingsstof voor planten. Dit gebeurt in twee stappen:

1. Ammoniak wordt door nitrificerende bacteriën met behulp van zuurstof omgezet in nitriet.

2. Nitriet wordt door nitrificerende bacteriën met behulp van zuurstof omgezet in nitraat.

De reactievergelijkingen hiervoor zijn als volgt:

1. Van ammoniak naar nitriet : 2 NH3 + 3 O2 - ® 2 H+ + 2 NO2- + 2 H2O + energie

         De vorming van H+ geeft aan dat nitrificatie een verzurend proces is.

2. Van nitriet naar nitraat: 2 NO2- + O2 ® 2 NO3- + energie

         Totaal: 2 NH3 + 4 O2 ® 2 H3O+ + 2 NO3- + energie

Bij nitrificatie komt zuur vrij in de bodem. Zoek uit wat het gevolg is van een verzuurde bodem voor de opname van voedingsstoffen.

Voordat planten de ammoniak in mest kunnen opnemen moet deze eerst omgezet worden naar nitraat. Hierbij is flink wat zuurstof nodig. Wat betekent dit voor de bodemstructuur en de grondbewerking?

Hoe kun je ervoor zorgen dat meststoffen zo goed mogelijk worden opgenomen door het gewas?   

Fotosynthese is het vermogen van de plant...

1. om uit humusdeeltjes en water, onder invloed van licht, glucose te maken
2. om uit voedingsstoffen en koolzuurgas, onder invloed van licht, glucose te maken
3. om uit ionen en koolzuurgas, onder invloed van licht, glucose te maken
4. om uit water en koolzuurgas, onder invloed van licht, glucose te maken

D

Welke twee stoffen heb je nodig voor fotosynthese?

1. Zuurstof en water
2. Koolstofdioxide en water
3. Koolstofdioxide en glucose
4. Glucose en water

B

Welke stoffen komen er vrij bij fotosynthese?

1. Warmte + water
2. Zuurstof + water + lichtenergie
3. Zuurstof + glucose
4. Glucose + water

C

Welke stof(fen) komen NIET voor bij fotosynthese?

1. Glucose
2. Zuurstof
3. Eiwitten
4. Water

C

fotosynthese is een....

1. assimilatie proces
2. dissimilatie proces

A

Hoe noem je de tegenreactie van fotosynthese die in de nacht plaatsvind?

1. Assimilatie
2. Verbranding
3. Turgor
4. Verdamping

B

Wat is een ander woord voor assimilatie?

1. Verbranding
2. Fotosynthese
3. Bladgroenkorrel
4. Hemoglobine

B