ciclo del oxigeno

CICLO DEL
OXIGENO
IMA – 1000
Estudiante:
FABIANA ANDREA MONROY GUTIERREZ
DOCENTE:
ING. VARGAS
FECHA ENTREGA
:
01/04/12
LA PAZ - BOLIVIA
DEFINICION DE OXIGENO:
El oxígeno es un elemento químico de número atómico 8 y símbolo O. En su
forma molecular más frecuente, O2, es un gas a temperatura ambiente.
Representa aproximadamente el 20,9 % en volumen de la composición de
la atmósfera terrestre. Es uno de los elementos más importantes de la
química orgánica y participa de forma muy importante en el ciclo
energético de los seres vivos, esencial en la respiración celular de los
organismos aeróbicos. Es un gas incoloro, inodoro (sin olor) e insípido. Existe
una forma molecular formada por tres átomos de oxígeno, O3,
denominada ozono cuya presencia en la atmósfera protege la Tierra de la
incidencia de radiación ultravioleta procedente del Sol.
En la corteza terrestre la mayor parte del oxígeno se encuentra formando
parte de silicatos y en los océanos se encuentra formando por parte de la
molécula de agua, H2O.
El oxígeno es el elemento químico más abundante en los seres vivos. Forma
parte del agua y de todo tipo de moléculas orgánicas. Como molécula,
en forma de O2, su presencia en la atmósfera se debe a la actividad
fotosintética de primitivos organismos. Al principio debió ser una sustancia
tóxica para la vida, por su gran poder oxidante. Todavía ahora, una
atmósfera de oxígeno puro produce daños irreparables en las células. Pero
el metabolismo celular se adaptó a usar la molécula de oxígeno como
agente oxidante
de los alimentos
abriendo así una
nueva
vía
de
obtención
de
energía
mucho
más eficiente que
la anaeróbica.
El
oxígeno
podemos
encontrarlo bajo
la forma de agua,
bien
como
oxígeno molecular
o en forma de
CO2. El oxígeno es producido por los individuos fotosínteticos donde el
agua es el donador de electrones para llevar a cabo la reducción del
CO2, para llevar esto a cabo es necesaria la clorofila.
Los individuos aeróbicos necesitan oxígeno para llevar a cabo sus procesos
metabólicos, unos en mayor cantidad y otros como los microaerófilos en
menor cantidad. Esta necesidad divide a los individuos en aerobios y
anaerobios (no necesitan oxígeno). El oxígeno también es necesario para
la combustión.
CICLO DEL OXIGENO:
El ciclo del oxígeno es la cadena de reacciones y procesos que describen
la circulación del oxígeno en la biosfera terrestre
El ciclo de transformaciones del oxígeno por estos reservorios (atmósfera,
océano y corteza terrestre) constituye el llamado ciclo del oxígeno que es
mantenido por procesos biológicos, físicos, geológicos e hidrológicos.
La reserva fundamental de oxígeno utilizable por los seres vivos está en la
atmósfera donde ese elemento se encuentra en la forma de gas oxigeno
(O2) y de gas carbono (CO2). . Su ciclo está estrechamente vinculado al
del carbono pues el proceso por el que el C es asimilado por las plantas
(fotosíntesis), supone también devolución del oxígeno a la atmósfera,
mientras que el proceso de respiración ocasiona el efecto contrario.
Otra parte del ciclo natural del oxígeno que tiene un notable interés
indirecto para los seres vivos de la superficie de la Tierra es su conversión en
ozono. Las moléculas de O2,
activadas por las radiaciones muy
energéticas de onda corta, se
rompen en átomos libres de
oxígeno que reaccionan con otras
moléculas de O2, formando O3
(ozono).
Esta
reacción
es
reversible, de forma que el ozono,
absorbiendo
radiaciones
ultravioletas vuelve a convertirse
en O2
El ciclo del oxígeno es complejo,
una vez que ese elemento es
utilizado y liberado por los seres vivos en diferentes formas de combinación
química.
El CO2 es utilizado en la respiración aeróbica de las plantas y animales. En
este proceso, átomos de oxigeno se combinan con átomos de hidrógeno,
formando moléculas de agua. El agua formada en la respiración, llamada
como agua metabólica es, en parte eliminada para el ambiente a través
de la transpiración, de excreción y de heces y en parte utilizada en
procesos metabólicos.
De esa forma, sus átomos de oxígeno acaban incorporados a la materia
orgánica y pueden volver a la atmósfera por la respiración y por la
descomposición del organismo, que producen agua y gas carbono.
El CO2 atmosférico es utilizado en el proceso de fotosíntesis. Los carbonos y
los oxigenados presentes en el gas carbono pasan a formar parte de la
materia orgánica del vegetal y tanto la respiración como la
descomposición de esa materia orgánica restituirán el oxígeno a la
atmósfera en forma de agua y gas carbono. El agua utilizada por las
plantas en la fotosíntesis es rota y sus átomos de oxigeno son liberados para
la atmósfera en la forma de O2.
Las tres principales fuentes no vivas de átomos de oxigeno para los seres
vivos son por tanto, gas, oxígeno (O2), gas carbono (CO2) y agua (H2O).
Esos tres tipos de moléculas están constantemente intercambiando átomos
de oxigeno entre si, durante los procesos metabólicos de la biosfera.
La biosfera comprende las porciones de tierra, mar y aguas continentales
habitadas por los seres vivos. No coincide con la atmósfera, la litósfera o la
hidrosfera aisladamente pues abarca a las tres.
El oxígeno puede ser encontrado en la atmósfera bajo varias formas. Sea
en la forma de oxigeno molecular (O2) o en composición con otros
elementos (CO2, NO2, SO2, etc.) el hecho es que el oxigeno es el
elemento mas abundante en la corteza terrestre y en los océanos (99,5%
del oxigeno está contenido allí) y el segundo más abundante en la
atmósfera (0,49% del oxígeno existente está en la atmósfera, los otros 0.01%
están contenidos en los seres vivos).
Fotosíntesis
La fotosíntesis (del griego antiguo φώτο [foto], "luz", y σύνθεσις [síntesis],
"unión") es la conversión de materia inorgánica en materia orgánica
gracias a la energía que aporta la luz. En este proceso la energía luminosa
se transforma en energía química estable, siendo el adenosín trifosfato
(ATP) la primera molécula en la que queda almacenada esa energía
química. Con posterioridad, el ATP se usa para sintetizar moléculas
orgánicas de mayor estabilidad. Además, se debe de tener en cuenta que
la vida en nuestro planeta se mantiene fundamentalmente gracias a la
fotosíntesis que realizan las algas, en el medio acuático, y las plantas, en el
medio terrestre, que tienen la capacidad de sintetizar materia orgánica
(imprescindible para la constitución de los seres vivos) partiendo de la luz y
la materia inorgánica. De hecho, cada año los organismos
fotosintetizadores fijan en forma de materia orgánica en torno a 100.000
millones de toneladas de carbono
Imagen
que
muestra
la
distribución de la fotosíntesis en
el globo terráqueo; mostrando
tanto la llevada a cabo por el
fitoplancton oceánico como
por la vegetación terrestre.
Fotosíntesis
anoxigénica.
oxigénica
y
La fotosíntesis (del
griego
antiguo φώτο [foto], "luz", y
σύνθεσις [síntesis], "unión") es la conversión de materia inorgánica en
materia orgánica gracias a la energía que aporta la luz. En este proceso la
energía luminosa se transforma en energía química estable, siendo el
adenosín trifosfato (ATP) la primera molécula en la que queda
almacenada esa energía química. Con posterioridad, el ATP se usa para
sintetizar moléculas orgánicas de mayor estabilidad. Además, se debe de
tener en cuenta que la vida en nuestro planeta se mantiene
fundamentalmente gracias a la fotosíntesis que realizan las algas, en el
medio acuático, y las plantas, en el medio terrestre, que tienen la
capacidad de sintetizar materia orgánica (imprescindible para la
constitución de los seres vivos) partiendo de la luz y la materia inorgánica.
De hecho, cada año los organismos fotosintetizadores fijan en forma de
materia orgánica en torno a 100.000 millones de toneladas de carbono
La fotosíntesis es un proceso por el cual las plantas transforman agua y gas
carbono en la presencia de luz y la clorofila en compuestos orgánicos
bastante más energéticos que el oxígeno.
Luz Clorofila
6H2O + 6CO2 –> 6O2 + C6H12O6
Otra forma de producción de oxígeno es la fotólisis: Reacción por la cual la
radiación ultravioleta que entra en la atmósfera descompone el agua
atmosférica en óxido de nitrógeno.
2H2O + energía –> 4H + O2
Las plantas utilizarán el oxígeno para realizar la fotosíntesis como ya fue
referido y los animales lo utilizarán en su metabolismo.
Otra forma de consumo del oxígeno es a descomposición de la materia
orgánica y la oxidación de minerales en exposición. Un ejemplo de
oxidación es la herrumbre
Al respirar, los animales y los seres humanos tomamos del aire el oxígeno
que las plantas producen y luego exhalamos gas carbónico. Las plantas,
a su vez, toman el gas carbónico que los animales y los seres humanos
exhalamos, para utilizarlo en el proceso de la fotosíntesis. Plantas,
animales y seres humanos intercambian oxígeno y gas carbónico todo el
tiempo, los vuelven a usar y los reciclan. A esto se le llama el ‘ciclo del
oxígeno’.
Si los gases de la atmósfera y otros recursos vitales como el agua se usara
sólo una vez, se agotarían rápidamente. Estos recursos han existido y han
sido usados por los seres vivos durante millones de años; esto significa que
en este instante podemos respirar el mismo oxígeno que respiraron alguna
vez
los
dinosaurios.
Los automóviles, muchas industrias, los incendios de los bosques y las
quemas de basuras, producen enormes cantidades de gas carbónico y
de sustancias tóxicas que contaminan la atmósfera. Las plantas son las
únicas capaces de transformar el bióxido de carbono, en el oxígeno que
necesitamos los demás seres vivos para respirar. Por eso, es muy
importante sembrar plantas y árboles que absorban este gas y purifiquen
el aire.
En tanto ésta produce el O², la respiración lo consume. El oxígeno es
también fundamental en la formación de la capa de ozono. Esta protege
a la biosfera contra la acción de esos rayos que son perjudiciales al
hombre y otros animales.
Atmósfera
El O2 le confiere un carácter oxidante a la atmósfera. Se formó por fotólisis
de H2O, formándose H2 y O2:
H2O + hν → 1/2O2.
El oxígeno molecular presente en la atmósfera y el disuelto en el agua
interviene en muchas reacciones de los seres vivos. En la respiración
celular se reduce oxígeno para la producción de energía y generándose
dióxido
de
carbono, y en el
proceso
de
fotosíntesis
se
origina oxígeno y
glucosa a partir de
agua, dióxido de
carbono (CO2) y
radiación solar.
Corteza terrestre
El carácter oxidante
del
oxígeno
provoca que algunos elementos estén más o menos disponibles. La
oxidación de sulfuros para dar sulfatos los hace más solubles, al igual que
la oxidación de iones amonio a nitratos. Asimismo disminuye la solubilidad
de algunos elementos metálicos como el hierro al formarse óxidos
insolubles.
Hidrósfera y atmósfera química básica estructuralitica
El oxígeno es ligeramente soluble en agua, aumentando su solubilidad
con la temperatura. Condiciona las propiedades rédox de los sistemas
acuáticos. Oxida materia bioorgánica dando el dióxido de carbono y
agua.
El dióxido de carbono también es ligeramente soluble en agua dando
carbonatos; condiciona las propiedades ácido-base de los sistemas
acuáticos. Una parte importante del dióxido de carbono atmosférico es
captado por los océanos quedando en los fondos marinos como
carbonato de calcio.
Fotólisis
La fotólisis es la ruptura de enlaces químicos por causa de energía
radiante.
Se
llama
fotólisis
o
fotolisis,
fotodisociación,
o
fotodescomposición a la disociación de moléculas orgánicas complejas
por efecto de la luz, y se define como la interacción de uno o más
fotones con una molécula objetivo. Es el proceso en el que se basa la
fotosíntesis.
La fotodisociación no está limitada al espectro visible. Cualquier fotón
con suficiente energía puede afectar los enlaces químicos de un
compuesto químico. Como la energía fotónica es inversamente
proporcional a su longitud de onda, la radiación electromagnética con la
energía del visible o mayor, como la radiación ultravioleta, rayos x y rayos
gamma son usualmente involucradas en tales reacciones. Ejemplo:
Fotolisis de agua, ocurre por descomposición de la molécula de agua en
sus elementos constituyentes (H y O) por acción de la luz.
Se representa de la siguiente manera:
Respiración Celular
Los seres vivos necesitan de un consumo constante de energía, que las
células emplean en forma de energía química. La respiración celular,
proceso utilizado por la mayoría de las células animales y vegetales, es la
degradación de biomoléculas (glucosa, lípidos, proteínas) para que se
produzca la liberación de energía necesaria, y así el organismo pueda
cumplir con sus funciones vitales. Mediante la degradación de la glucosa
(glucólisis) se forma ácido pirúvico.
Este ácido se desdobla a dióxido
de carbono y agua, generándose
36
moléculas
de
ATP.
La
respiración celular es una parte
del metabolismo, más precis
amente del catabolismo, en la
cual la energía presente en
distintas biomoléculas es liberada
de manera controlada. Durante la
respiración, parte de esa energía
es
utilizada
para
sintetizar
(fabricar) ATP, que a su vez es
empleado en el mantenimiento y desarrollo del organismo (anabolismo).
La respiración celular es un proceso mediante el cual las células de los
organismos oxidan nutrientes de los alimentos para que liberen energía.
Como resultado, el carbono presente en dichos nutrientes queda oxidado,
es decir, se transforma en dióxido de carbono que es eliminado por medio
de la respiración a la atmósfera. Para que se realice la respiración celular
es fundamental la presencia de oxígeno (respiración aeróbica). Los
animales lo toman de la atmósfera a través de órganos especializados
(pulmones, branquias). Los vegetales lo hacen mediante un aparato
denominado estomas, ubicados en las hojas. La respiración se efectúa
durante las 24 horas. La cantidad de oxígeno que los vegetales absorben
de la atmósfera a raíz del proceso respiratorio es menor que la que
desprenden al efectuar la fotosíntesis, y el dióxido de carbono que
desprenden también es menor a la cantidad que absorben.
La respiración celular puede dividirse en dos tipos, según sea la presencia
de oxígeno.
Respiración aerobia o aeróbica: hace uso del O2 como aceptor último de
los electrones desprendidos de las sustancias orgánicas. Es la forma más
extendida de respiración, propia de la mayoría de las bacterias y de los
organismos eucariontes. Es por ello que a los seres que requieren de
oxígeno se los llama aerobios.
Respiración anaerobia o anaeróbica: no interviene el oxígeno, sino que se
emplean otros aceptores finales de electrones, generalmente minerales. La
respiración anaeróbica está presente en algunos organismos procariontes,
en general habitantes de suelos y sedimentos, y de vital importancia en los
ciclos biogeoquímicos de los elementos. Al no requerir de oxígeno se los
denomina anaerobios. Algunas especies de bacterias, denominadas
facultativas, se adaptan y sobreviven ante la presencia o ausencia de
oxígeno
en
el
medio
que
las
rodea.
Cuadro comparativo entre Fotosintesis y Respiracion celular
BIBLIOGRAFIA:
Read
more:
oxigeno.htm#ixzz1r1KtDPe5.
WIKIPEDIA}
ENCICLOPEDIA ENCARTA 2011.
http://www.lenntech.es/ciclo-